W&T Wetenschap & Technologie
Een plek om te discussiëren over wetenschappelijke onderwerpen, wetenschappelijke problemen, technologische projecten en grootse uitvindingen.
Welkom in Wetenschap & Technologie in het Nieuws!
Wetenschap & Technologie in het Nieuws
Wetenschap & Technologie in het Nieuws 2
We gaan verder met het laatste artikel uit het vorige topic
17-09-2013
Oersoep met oerzymen
Reconstructie doet vermoeden dat RNA meer hulp kreeg dan gedacht
Verwijder alle franje van de enzymen die transfer-RNA koppelen aan het juiste aminozuur, en dan functioneren ze nog steeds. Zou goed kunnen dat het ontstaan van het leven vanaf het begin is gekatalyseerd door zulke ‘oerzymen’ en niet door RNA dat voor enzym speelde, schrijft biochemicus Charles Carter in het Journal of Biological Chemistry.
Hedendaags synthetase.
De onderzoeker van de University of North Carolina hakt hiermee in op de theorie, dat het leven in eerste instantie alleen dreef op RNA. Dat zou na zijn toevallige ontstaan eerst zichzelf zijn gaan repliceren. In eerste instantie zonder hulp van enige katalysator, totdat er (alweer toevallig) een RNA-volgorde uit rolde die als ‘ribozym’ de replicatie van zijn collegamoleculen kon bevorderen.
Dat zulk katalytisch actief RNA inderdaad bestaat, staat al jaren vast. Probleem is alleen dat de aarde slechts 4,5 miljard jaar oud is en dat statistici hebben berekend dat dat veel te kort is om het leven op deze manier te laten evolueren.
Carter heeft nu een poging gedaan om te reconstrueren wat er dan wél gebeurde. Hij richtte zich op de aminoacyl-tRNA-synthetase-enzymen, die tRNA aan aminozuren zetten. Daar bestaan eindeloos veel varianten van, maar uiteindelijk behoren ze allemaal tot slechts twee ‘superfamilies’.
Wat Carter deed was de eiwitstructuren uit die twee families over elkaar heen leggen en kijken welke onderdelen in alle varianten terugkomen. Vervolgens synthetiseerde hij die twee kale kernen, die elk bestaan uit iets van 120 aminozuurresiduen, en keek of die nog steeds katalytisch actief waren.
Dat waren ze inderdaad. De ‘oerzymen’ (Urzymes, in het Engels) bevorderen braaf de twee reacties die ze moeten bevorderen, namelijk de acylering van tRNA en de activering van de aminozuren die er aan moeten komen te hangen. De efficiëntie bedraagt ongeveer 60 procent van die van de huidige varianten, wat doet vermoeden dat ze op dit punt al een heel stuk evolutie achter de rug hadden.
Opmerkelijk is ook dat de genetische code voor beide oerzymen min of meer complementair is. Ga je nog iets verder terug in de evolutie, dan konden beide codes waarschijnlijk worden opgeslagen in dezelfde dubbele helix, waarbij elke streng codeerde voor één van de twee.
Carter vermoedt nu dat de oerzymen in dit stadium gelijk op evolueerden met RNA, en dat dat stadium moet worden gesitueerd vóór het moment dat er iets ontstond dat op leven leek. Dat zou dus inhouden dat eiwitten veel ouder zijn dan gedacht.
Hoe deze ‘eiwit-RNA-wereld’ ooit uit zichzelf heeft kunnen ontstaan,en hoe ze zichzelf in eerste instatnie repliceerde, blijft intussen nog steeds een onopgelost raadsel. Carter is nu op zoek naar een oerversie van de RNA-polymerase-enzymen die RNA-ketens opbouwen uit losse nucleïnezuren. Als dat oerzym ook blijkt te bestaan, zou dat op z’n minst een interessant stukje van de puzzel zijn.
bron: University of North Carolina
(c2w)
Wetenschap & Technologie in het Nieuws
Wetenschap & Technologie in het Nieuws 2
We gaan verder met het laatste artikel uit het vorige topic
17-09-2013
Oersoep met oerzymen
Reconstructie doet vermoeden dat RNA meer hulp kreeg dan gedacht
Verwijder alle franje van de enzymen die transfer-RNA koppelen aan het juiste aminozuur, en dan functioneren ze nog steeds. Zou goed kunnen dat het ontstaan van het leven vanaf het begin is gekatalyseerd door zulke ‘oerzymen’ en niet door RNA dat voor enzym speelde, schrijft biochemicus Charles Carter in het Journal of Biological Chemistry.
Hedendaags synthetase.
De onderzoeker van de University of North Carolina hakt hiermee in op de theorie, dat het leven in eerste instantie alleen dreef op RNA. Dat zou na zijn toevallige ontstaan eerst zichzelf zijn gaan repliceren. In eerste instantie zonder hulp van enige katalysator, totdat er (alweer toevallig) een RNA-volgorde uit rolde die als ‘ribozym’ de replicatie van zijn collegamoleculen kon bevorderen.
Dat zulk katalytisch actief RNA inderdaad bestaat, staat al jaren vast. Probleem is alleen dat de aarde slechts 4,5 miljard jaar oud is en dat statistici hebben berekend dat dat veel te kort is om het leven op deze manier te laten evolueren.
Carter heeft nu een poging gedaan om te reconstrueren wat er dan wél gebeurde. Hij richtte zich op de aminoacyl-tRNA-synthetase-enzymen, die tRNA aan aminozuren zetten. Daar bestaan eindeloos veel varianten van, maar uiteindelijk behoren ze allemaal tot slechts twee ‘superfamilies’.
Wat Carter deed was de eiwitstructuren uit die twee families over elkaar heen leggen en kijken welke onderdelen in alle varianten terugkomen. Vervolgens synthetiseerde hij die twee kale kernen, die elk bestaan uit iets van 120 aminozuurresiduen, en keek of die nog steeds katalytisch actief waren.
Dat waren ze inderdaad. De ‘oerzymen’ (Urzymes, in het Engels) bevorderen braaf de twee reacties die ze moeten bevorderen, namelijk de acylering van tRNA en de activering van de aminozuren die er aan moeten komen te hangen. De efficiëntie bedraagt ongeveer 60 procent van die van de huidige varianten, wat doet vermoeden dat ze op dit punt al een heel stuk evolutie achter de rug hadden.
Opmerkelijk is ook dat de genetische code voor beide oerzymen min of meer complementair is. Ga je nog iets verder terug in de evolutie, dan konden beide codes waarschijnlijk worden opgeslagen in dezelfde dubbele helix, waarbij elke streng codeerde voor één van de twee.
Carter vermoedt nu dat de oerzymen in dit stadium gelijk op evolueerden met RNA, en dat dat stadium moet worden gesitueerd vóór het moment dat er iets ontstond dat op leven leek. Dat zou dus inhouden dat eiwitten veel ouder zijn dan gedacht.
Hoe deze ‘eiwit-RNA-wereld’ ooit uit zichzelf heeft kunnen ontstaan,en hoe ze zichzelf in eerste instatnie repliceerde, blijft intussen nog steeds een onopgelost raadsel. Carter is nu op zoek naar een oerversie van de RNA-polymerase-enzymen die RNA-ketens opbouwen uit losse nucleïnezuren. Als dat oerzym ook blijkt te bestaan, zou dat op z’n minst een interessant stukje van de puzzel zijn.
bron: University of North Carolina
(c2w)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
25-09-2013
Stephen Hawking: "Computer kan leven na dood mogelijk maken"
Stephen Hawking stelde in Cambridge een docu over zijn leven voor. © afp.
Kunnen onze hersenen verder leven nadat ons lichaam sterft? Volgens de Britse natuur- en wiskundige Stephen Hawking is het antwoord ja.
Technologie kan volgens Hawking realiseren wat tot op heden als pure sciencefiction klinkt. Op het Cambridge Film Festival, waar hij te gast was om 'Hawking', een documentaire over zijn leven, in te leiden, vertelde hij het zo: "Het brein is zoals een programma in onze geest, die je als een computer moet zien. In theorie is het daarom mogelijk om het brein naar een computer te kopiëren en een soort leven na de dood te ontwikkelen."
Dat een dergelijk huzarenstuk nog buiten de huidige capaciteiten van de mensheid ligt, moest ook Hawking toegeven. "Maar het conventionele leven na de dood dat ons wordt voorgespiegeld, is een sprookje voor mensen die bang zijn in het donker."
Geestesgenoten
De Brit is niet de enige die gelooft in technologie die de omzetting van hersenfuncties naar een computer mogelijk moet maken. Zo meldde de New York Times in juni van dit jaar nog dat de Russische multimiljonair Dmitry Itskov volop inzet op het project 2045 Initiative. Een van de doelstellingen van dit initiatief is de inhoud van het brein te kunnen uploaden naar een robot.
Ook de Brain Preservation Foundation werkt in een gelijkaardige richting. Die vereniging hoopt een procédé te ontwikkelen om onze hersenen - geheugen, gevoelens en bewustzijn incluis - te kunnen bewaren. De werkwijze zou er dan in bestaan om het brein om te zetten in plastic, het in kleine schijfjes op te snijden en dan in een 3D-structuur opnieuw samen te voegen.
(HLN)
Stephen Hawking: "Computer kan leven na dood mogelijk maken"
Stephen Hawking stelde in Cambridge een docu over zijn leven voor. © afp.
Kunnen onze hersenen verder leven nadat ons lichaam sterft? Volgens de Britse natuur- en wiskundige Stephen Hawking is het antwoord ja.
Technologie kan volgens Hawking realiseren wat tot op heden als pure sciencefiction klinkt. Op het Cambridge Film Festival, waar hij te gast was om 'Hawking', een documentaire over zijn leven, in te leiden, vertelde hij het zo: "Het brein is zoals een programma in onze geest, die je als een computer moet zien. In theorie is het daarom mogelijk om het brein naar een computer te kopiëren en een soort leven na de dood te ontwikkelen."
Dat een dergelijk huzarenstuk nog buiten de huidige capaciteiten van de mensheid ligt, moest ook Hawking toegeven. "Maar het conventionele leven na de dood dat ons wordt voorgespiegeld, is een sprookje voor mensen die bang zijn in het donker."
Geestesgenoten
De Brit is niet de enige die gelooft in technologie die de omzetting van hersenfuncties naar een computer mogelijk moet maken. Zo meldde de New York Times in juni van dit jaar nog dat de Russische multimiljonair Dmitry Itskov volop inzet op het project 2045 Initiative. Een van de doelstellingen van dit initiatief is de inhoud van het brein te kunnen uploaden naar een robot.
Ook de Brain Preservation Foundation werkt in een gelijkaardige richting. Die vereniging hoopt een procédé te ontwikkelen om onze hersenen - geheugen, gevoelens en bewustzijn incluis - te kunnen bewaren. De werkwijze zou er dan in bestaan om het brein om te zetten in plastic, het in kleine schijfjes op te snijden en dan in een 3D-structuur opnieuw samen te voegen.
(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
03-10-2013
Virtueel rondlopen
Onderzoekers van de technische universiteit in Wenen hebben een methode ontwikkeld die het mogelijk maakt om iemand in een virtuele wereld rond te laten lopen, terwijl deze in de echte wereld blijft staan.
Ze ontwikkelden daartoe de Virtualizer, die bestaat uit een glad rond platform met diverse sensoren met daaraan bevestigd drie rechtopstaande armen die op middelhoogte een ring op zijn plaats houden. De gebruiker maakt loopbewegingen op het platform en wordt hierbij op de plaats gehouden door de ring.
De ring werkt al samen met bestaande vr-brillen.
(Technischweekblad.nl)
Virtueel rondlopen
Onderzoekers van de technische universiteit in Wenen hebben een methode ontwikkeld die het mogelijk maakt om iemand in een virtuele wereld rond te laten lopen, terwijl deze in de echte wereld blijft staan.
Ze ontwikkelden daartoe de Virtualizer, die bestaat uit een glad rond platform met diverse sensoren met daaraan bevestigd drie rechtopstaande armen die op middelhoogte een ring op zijn plaats houden. De gebruiker maakt loopbewegingen op het platform en wordt hierbij op de plaats gehouden door de ring.
De ring werkt al samen met bestaande vr-brillen.
(Technischweekblad.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
07-10-2013
Einstein had bijzonder sterke verbinding tussen hersenhelften
Natuurkundige Albert Einstein had bijzonder sterke zenuwverbindingen tussen zijn linker- en rechterhersenhelft, zo blijkt uit nieuw onderzoek.
De hersenbalk die de beide hersenhelften verbindt, was bij Einstein op veel plaatsen dikker dan dezelfde hersenstructuur bij mannen met een vergelijkbare leeftijd.
Mogelijk bestaat er een verband tussen de goed verbonden hersenhelften van de natuurkundige en zijn intellectuele prestaties tijdens zijn leven.
Dat melden Chinese en Amerikaanse onderzoekers in het wetenschappelijk tijdschrift Brain.
Foto's
De wetenschappers gebruikten bij hun onderzoek gedetailleerde foto's van de beide hersenhelften van Einstein. De foto's zijn afkomstig uit het National Museum of Health and Medicine in Silver Spring, waar het brein wordt bewaard van de beroemde wetenschapper die op 76-jarige leeftijd overleed.
De onderzoekers brachten met een speciale techniek in kaart op welke plaatsen in het brein van Einstein bundels van zenuwen van de ene hersenhelft naar de andere hersenhelft liepen en hoe dik deze bundels waren.
Deze metingen werden vergeleken met vergelijkbare structuren in breinmonsters van 52 mannen die op een vergelijkbare leeftijd waren overleden en 15 mannen die iets ouder waren bij hun overlijden.
"Met deze studie dringen we echt door tot Einsteins brein", verklaart onderzoeker Dean Falk in de Britse krant The Independent. "Het levert nieuwe informatie die kan helpen om het oppervlak van zijn brein beter te interpreteren."
Verband
Uit eerder onderzoek is gebleken dat er een verband bestaat tussen intelligentie en een relatief dikke hersenbalk. De grote vraag is echter of Einstein zijn genialiteit ontwikkelde door de sterke verbindingen, of juist een dikke hersenbalk kreeg door zijn intellectuele arbeid.
Verder kan een specifieke hersenstructuur intelligentie maar voor een zeer beperkt deel verklaren.
De hersenen van Einstein zijn niet alleen bijzonder vanwege de dikke hersenbalk. Uit eerder onderzoek is gebleken dat hij ook beschikte over een relatief grote prefrontale cortex, het hersengebied dat een belangrijke rol speelt bij abstract denken.
Door: NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
Einstein had bijzonder sterke verbinding tussen hersenhelften
Natuurkundige Albert Einstein had bijzonder sterke zenuwverbindingen tussen zijn linker- en rechterhersenhelft, zo blijkt uit nieuw onderzoek.
De hersenbalk die de beide hersenhelften verbindt, was bij Einstein op veel plaatsen dikker dan dezelfde hersenstructuur bij mannen met een vergelijkbare leeftijd.
Mogelijk bestaat er een verband tussen de goed verbonden hersenhelften van de natuurkundige en zijn intellectuele prestaties tijdens zijn leven.
Dat melden Chinese en Amerikaanse onderzoekers in het wetenschappelijk tijdschrift Brain.
Foto's
De wetenschappers gebruikten bij hun onderzoek gedetailleerde foto's van de beide hersenhelften van Einstein. De foto's zijn afkomstig uit het National Museum of Health and Medicine in Silver Spring, waar het brein wordt bewaard van de beroemde wetenschapper die op 76-jarige leeftijd overleed.
De onderzoekers brachten met een speciale techniek in kaart op welke plaatsen in het brein van Einstein bundels van zenuwen van de ene hersenhelft naar de andere hersenhelft liepen en hoe dik deze bundels waren.
Deze metingen werden vergeleken met vergelijkbare structuren in breinmonsters van 52 mannen die op een vergelijkbare leeftijd waren overleden en 15 mannen die iets ouder waren bij hun overlijden.
"Met deze studie dringen we echt door tot Einsteins brein", verklaart onderzoeker Dean Falk in de Britse krant The Independent. "Het levert nieuwe informatie die kan helpen om het oppervlak van zijn brein beter te interpreteren."
Verband
Uit eerder onderzoek is gebleken dat er een verband bestaat tussen intelligentie en een relatief dikke hersenbalk. De grote vraag is echter of Einstein zijn genialiteit ontwikkelde door de sterke verbindingen, of juist een dikke hersenbalk kreeg door zijn intellectuele arbeid.
Verder kan een specifieke hersenstructuur intelligentie maar voor een zeer beperkt deel verklaren.
De hersenen van Einstein zijn niet alleen bijzonder vanwege de dikke hersenbalk. Uit eerder onderzoek is gebleken dat hij ook beschikte over een relatief grote prefrontale cortex, het hersengebied dat een belangrijke rol speelt bij abstract denken.
Door: NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
14-10-2013
"Draagbare computers zoals Google Glass niet te stoppen"
Bedrijf werkt in grootste geheim aan nieuw snufje
© ap.
Google werkt in het grootste geheim aan een opvolger voor Google Glass. Mary Lou Jepsen, hoofd van de displayafdeling van Googles hardwaredivisie 'Google X', stelt dat zij en haar team amper drie uur per nacht slapen om te kunnen werken aan het snufje. Dat zei ze op de EmTech-conferentie van MIT afgelopen donderdag, meldt Technology Review.
Jepsen mocht niet zeggen waar ze nu precies aan werkt, maar sprak onder meer over de veranderingen bij de consumentenelektronica. Ze vergeleek de Google-bril met het T-model van Ford, dat als een van de eerste wagens in massaproductie werd genomen en zo een revolutie ontketende door de lage prijs. "Hij weegt weinig, zit comfortabel en is cool", zei ze over Glass.
Verslavend
Volgens Jepsen wordt de toekomstige draagbare technologie zo aantrekkelijk dat niemand de grootschalige verspreiding zal kunnen tegenhouden. Ze noemde de snelheid waarmee je informatie op de draagbare technologie kan raadplegen verslavend.
"Het is eigenlijk een manier om je te versterken," zei ze. "Ik denk al jaren dat een laptop een uitbreiding van mijn geest is. Waarom zou ik hem niet dichter bij mijn brein willen hebben, en de hele tijd op mij?"
Niet te stoppen
Draagbare toestellen zoals Google Glass hebben ook praktische toepassingen. Volgens Jepsen kunnen ze bijvoorbeeld ouderen met Alzheimer helpen door mensen te herkennen en hun namen in het gezichtsveld van de drager te projecteren.
Eric Schmidt, de voorzitter van Googles raad van bestuur, voegde toe dat Glass-critici "bang zijn van verandering". Ook hij gelooft rotsvast in de algemene van dergelijke snufjes, en stelde dat de maatschappij zich zal aanpassen.
(HLN)
"Draagbare computers zoals Google Glass niet te stoppen"
Bedrijf werkt in grootste geheim aan nieuw snufje
© ap.
Google werkt in het grootste geheim aan een opvolger voor Google Glass. Mary Lou Jepsen, hoofd van de displayafdeling van Googles hardwaredivisie 'Google X', stelt dat zij en haar team amper drie uur per nacht slapen om te kunnen werken aan het snufje. Dat zei ze op de EmTech-conferentie van MIT afgelopen donderdag, meldt Technology Review.
Jepsen mocht niet zeggen waar ze nu precies aan werkt, maar sprak onder meer over de veranderingen bij de consumentenelektronica. Ze vergeleek de Google-bril met het T-model van Ford, dat als een van de eerste wagens in massaproductie werd genomen en zo een revolutie ontketende door de lage prijs. "Hij weegt weinig, zit comfortabel en is cool", zei ze over Glass.
Verslavend
Volgens Jepsen wordt de toekomstige draagbare technologie zo aantrekkelijk dat niemand de grootschalige verspreiding zal kunnen tegenhouden. Ze noemde de snelheid waarmee je informatie op de draagbare technologie kan raadplegen verslavend.
"Het is eigenlijk een manier om je te versterken," zei ze. "Ik denk al jaren dat een laptop een uitbreiding van mijn geest is. Waarom zou ik hem niet dichter bij mijn brein willen hebben, en de hele tijd op mij?"
Niet te stoppen
Draagbare toestellen zoals Google Glass hebben ook praktische toepassingen. Volgens Jepsen kunnen ze bijvoorbeeld ouderen met Alzheimer helpen door mensen te herkennen en hun namen in het gezichtsveld van de drager te projecteren.
Eric Schmidt, de voorzitter van Googles raad van bestuur, voegde toe dat Glass-critici "bang zijn van verandering". Ook hij gelooft rotsvast in de algemene van dergelijke snufjes, en stelde dat de maatschappij zich zal aanpassen.
(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
14-10-2013
Google stelt kwantumcomputer voor in docu van zes minuten
Bron: YouTube video
Internetbedrijf Google en ruimtevaartorganisatie NASA hebben een tijd geleden samen een kwantumcomputer aangekocht. Google heeft nu een korte documentaire gemaakt waarin het uitlegt wat kwantumtechnologie is, hoe hun supercomputer werkt en welke toepassingen de bedrijven ervoor zien. De technologie staat echter wel nog maar in haar kinderschoenen.
Een kwantumcomputer zal gigantische hoeveelheden data kunnen analyseren en daar allerlei verbanden en patronen tussen leggen. Hij zal in staat zijn om alle mogelijkheden in één keer te bekijken, terwijl een normale computer dat een voor een doet.
Google wil de kwantumcomputer - kostprijs: 11 miljoen euro - vooral gebruiken voor de ontwikkeling van zoek- en spraakherkenningstechnologie. Volgens de website The Verge wordt de computer ook al gebruikt om Google Glass te helpen het onderscheid maken tussen een bewuste knipoog en een normale knipperbeweging. Met een knipoog maakt een Google Glass-gebruiker namelijk een foto.
(HLN)
Google stelt kwantumcomputer voor in docu van zes minuten
Bron: YouTube video
Internetbedrijf Google en ruimtevaartorganisatie NASA hebben een tijd geleden samen een kwantumcomputer aangekocht. Google heeft nu een korte documentaire gemaakt waarin het uitlegt wat kwantumtechnologie is, hoe hun supercomputer werkt en welke toepassingen de bedrijven ervoor zien. De technologie staat echter wel nog maar in haar kinderschoenen.
Een kwantumcomputer zal gigantische hoeveelheden data kunnen analyseren en daar allerlei verbanden en patronen tussen leggen. Hij zal in staat zijn om alle mogelijkheden in één keer te bekijken, terwijl een normale computer dat een voor een doet.
Google wil de kwantumcomputer - kostprijs: 11 miljoen euro - vooral gebruiken voor de ontwikkeling van zoek- en spraakherkenningstechnologie. Volgens de website The Verge wordt de computer ook al gebruikt om Google Glass te helpen het onderscheid maken tussen een bewuste knipoog en een normale knipperbeweging. Met een knipoog maakt een Google Glass-gebruiker namelijk een foto.
(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
Growing Bacteria Keep Time, Know Their Place
Working with a synthetic gene circuit designed to coax bacteria to grow in a predictable ring pattern, Duke University scientists have revealed an underappreciated contributor to natural pattern formation: time.
In a series of experiments published Oct. 8, 2013, in the journal Molecular Systems Biology, associate professor of biomedical engineering Lingchong You and his colleagues show that their engineered gene circuit functions as a timing mechanism, triggering a predictable ring growth pattern that adjusts to the size of its environment.
The unexpected result provides a potential explanation for how organs such as the heart and lungs know when to stop growing and runs counter to established theories, one of which dates back to computer pioneer Alan Turing. The finding also lays a foundation for engineering patterned bacteria as a biological scaffold for new materials such as metallic films, which have potential applications in the energy field.
“Everywhere you look in nature there are patterns, many of them very beautiful and even inspirational,” said You. “Our work adds another dimension to the general principles of pattern formation.”
Turing's ideas guided theories of pattern formation in biology for decades. He imagined biological patterns arose from the interaction of chemicals he termed “morphogens” that initiated and directed patterns by triggering on- or off-switches, depending on their concentration in a particular location. In a theoretical treatise published in 1952, Turing used math to show how these morphogens could move in space, revealing patterns that mimic those seen in animal skins and leaf shapes.
But like persistent myths, theories can also become entrenched. You and his colleagues became puzzled when a synthetic gene circuit they built to test Turing’s model didn’t create the growth pattern they were expecting.
Using molecular biology techniques, he and his colleagues had programmed the common laboratory bacterium E. coli to produce two molecules. One served as the “on” switch that spreads throughout the growing colony. The other served as the “off” switch that would be triggered by an increasing concentration of the “on” signal.
The researchers also engineered the bacteria to produce fluorescent colors so they could watch patterns form. But as the colonies grew, the emerging patterns didn’t behave as predicted. They were much smaller than the research team expected based on how fast the “on” signal should diffuse.
To solve the mystery, the scientists added a high concentration of the “on” signal to the growth chamber, flooding the bacteria with the signal. The bacteria formed the same distinctive ring pattern over the same time, which showed they weren't responding to changes in the concentration of the "on" signal in space.
Instead, the researchers reasoned that the “on” signal served as a timing cue. The research team then created a mathematical model of the timing mechanism and predicted how the cells would respond to changes in the size of their growth chamber.
“By serving as a timing cue, the morphogen ‘on’ signal enables the system to sense and respond to the size of the environment,” said You. “The larger the area, the longer it takes for the morphogen to accumulate to a high enough concentration to trigger pattern formation. As such, a larger area will lead to a larger ring pattern.”
Follow-up experiments confirmed the model, and provided a simple example of how growing organs may be able to sense the size of their environment -- and when it’s time to stop growing -- potentially solving a persistent mystery in developmental biology.
You and his colleagues plan to use the artificial gene circuit to create more complex biological patterns, both to further explore general principles of pattern formation and to serve as scaffolds for making new materials, such as thin metal films for energy applications.
The lead authors for this work are Stephen Payne and Bochong Li from Duke’s Department of Biomedical Engineering. In addition, Yangxiaolu Cao, also from the Department of Biomedical Engineering, as well as David Schaeffer and Marc D. Ryser of Duke’s Department of Mathematics, contributed to the work.
The research was supported by the Office of Naval Research (N00014-12-1-0631), the National Institutes of Health (1R01- GM098642; R01-GM096190-02), a DuPont Young Professorship, a David and Lucile Packard Fellowship, and a National Science Foundation CAREER award to You (CBET-0953202), as well as NIH graduate fellowship funding to Payne.
http://www.bme.duke.edu/news/4387
Working with a synthetic gene circuit designed to coax bacteria to grow in a predictable ring pattern, Duke University scientists have revealed an underappreciated contributor to natural pattern formation: time.
In a series of experiments published Oct. 8, 2013, in the journal Molecular Systems Biology, associate professor of biomedical engineering Lingchong You and his colleagues show that their engineered gene circuit functions as a timing mechanism, triggering a predictable ring growth pattern that adjusts to the size of its environment.
The unexpected result provides a potential explanation for how organs such as the heart and lungs know when to stop growing and runs counter to established theories, one of which dates back to computer pioneer Alan Turing. The finding also lays a foundation for engineering patterned bacteria as a biological scaffold for new materials such as metallic films, which have potential applications in the energy field.
“Everywhere you look in nature there are patterns, many of them very beautiful and even inspirational,” said You. “Our work adds another dimension to the general principles of pattern formation.”
Turing's ideas guided theories of pattern formation in biology for decades. He imagined biological patterns arose from the interaction of chemicals he termed “morphogens” that initiated and directed patterns by triggering on- or off-switches, depending on their concentration in a particular location. In a theoretical treatise published in 1952, Turing used math to show how these morphogens could move in space, revealing patterns that mimic those seen in animal skins and leaf shapes.
But like persistent myths, theories can also become entrenched. You and his colleagues became puzzled when a synthetic gene circuit they built to test Turing’s model didn’t create the growth pattern they were expecting.
Using molecular biology techniques, he and his colleagues had programmed the common laboratory bacterium E. coli to produce two molecules. One served as the “on” switch that spreads throughout the growing colony. The other served as the “off” switch that would be triggered by an increasing concentration of the “on” signal.
The researchers also engineered the bacteria to produce fluorescent colors so they could watch patterns form. But as the colonies grew, the emerging patterns didn’t behave as predicted. They were much smaller than the research team expected based on how fast the “on” signal should diffuse.
To solve the mystery, the scientists added a high concentration of the “on” signal to the growth chamber, flooding the bacteria with the signal. The bacteria formed the same distinctive ring pattern over the same time, which showed they weren't responding to changes in the concentration of the "on" signal in space.
Instead, the researchers reasoned that the “on” signal served as a timing cue. The research team then created a mathematical model of the timing mechanism and predicted how the cells would respond to changes in the size of their growth chamber.
“By serving as a timing cue, the morphogen ‘on’ signal enables the system to sense and respond to the size of the environment,” said You. “The larger the area, the longer it takes for the morphogen to accumulate to a high enough concentration to trigger pattern formation. As such, a larger area will lead to a larger ring pattern.”
Follow-up experiments confirmed the model, and provided a simple example of how growing organs may be able to sense the size of their environment -- and when it’s time to stop growing -- potentially solving a persistent mystery in developmental biology.
You and his colleagues plan to use the artificial gene circuit to create more complex biological patterns, both to further explore general principles of pattern formation and to serve as scaffolds for making new materials, such as thin metal films for energy applications.
The lead authors for this work are Stephen Payne and Bochong Li from Duke’s Department of Biomedical Engineering. In addition, Yangxiaolu Cao, also from the Department of Biomedical Engineering, as well as David Schaeffer and Marc D. Ryser of Duke’s Department of Mathematics, contributed to the work.
The research was supported by the Office of Naval Research (N00014-12-1-0631), the National Institutes of Health (1R01- GM098642; R01-GM096190-02), a DuPont Young Professorship, a David and Lucile Packard Fellowship, and a National Science Foundation CAREER award to You (CBET-0953202), as well as NIH graduate fellowship funding to Payne.
http://www.bme.duke.edu/news/4387
Niet meer aanwezig in dit forum.
12-10-2013
Net echt: aap voelt voorwerpen met robothand
De aap kreeg signalen van elektroden ingeplant in de hersenen. © Screenshot Newsy.
In het kader van een onderzoek aan de University of Chicago heeft een aap een prosthetische hand gekregen waarmee hij voorwerpen ook echt kan voelen. Net zoals bij een echte hand krijgen de hersenen signalen wanneer een voorwerp wordt aangeraakt. Dat meldt wetenschappelijk tijdschrift New Scientist. Het onderzoek heeft als doel bestaande kunstledematen te verbeteren.
Om deze opmerkelijke prestatie te realiseren, trainden onderzoekers de aap eerst zijn hoofd te draaien afhankelijk van welke van zijn vingers werden aangeraakt. Nadien vervingen de wetenschappers de signalen, die normaal van zenuwuiteinden komen, met die afkomstig van elektrodes in de hersenen en verbonden aan de prothese. Met succes: de aap keek de andere richting uit, net als bij een echte hand.
"De tastzin is cruciaal voor mensen met een prothese. Zonder dat zintuig verbrijzelen ze voorwerpen of laten ze die vallen." Dat zegt Sliman Bensmaia, onderzoeker aan de University of Chicago. Hij hoopt de resultaten van zijn onderzoek met apen te gebruiken om bestaande protheses te verbeteren en ze menselijker te maken. "Misschien zal mijn onderzoek iemand helpen zijn geliefde weer aan te kunnen raken", zegt Bensmaia.
Nog veel obstakels
Het voornaamste probleem voor de onderzoekers is elektroden te vinden die veilig en stevig genoeg zijn om lange tijd in een menselijk lichaam aanwezig te zijn. Ook moeten ze in staat zijn zich aan te passen naarmate iemand ouder wordt en de signalen van het brein veranderen.
Ondanks de vele obstakels blijft Lee Miller, professor aan de Northwestern University in Evanston, Illinois, hoopvol. "Wat Bensmaia doet, is de natuurlijke manier van de hersenen om de tastzin door te geven zo veel mogelijk na te bootsen. Dat is waarschijnlijk de beste aanpak die er is."
(HLN)
Net echt: aap voelt voorwerpen met robothand
De aap kreeg signalen van elektroden ingeplant in de hersenen. © Screenshot Newsy.
In het kader van een onderzoek aan de University of Chicago heeft een aap een prosthetische hand gekregen waarmee hij voorwerpen ook echt kan voelen. Net zoals bij een echte hand krijgen de hersenen signalen wanneer een voorwerp wordt aangeraakt. Dat meldt wetenschappelijk tijdschrift New Scientist. Het onderzoek heeft als doel bestaande kunstledematen te verbeteren.
Om deze opmerkelijke prestatie te realiseren, trainden onderzoekers de aap eerst zijn hoofd te draaien afhankelijk van welke van zijn vingers werden aangeraakt. Nadien vervingen de wetenschappers de signalen, die normaal van zenuwuiteinden komen, met die afkomstig van elektrodes in de hersenen en verbonden aan de prothese. Met succes: de aap keek de andere richting uit, net als bij een echte hand.
"De tastzin is cruciaal voor mensen met een prothese. Zonder dat zintuig verbrijzelen ze voorwerpen of laten ze die vallen." Dat zegt Sliman Bensmaia, onderzoeker aan de University of Chicago. Hij hoopt de resultaten van zijn onderzoek met apen te gebruiken om bestaande protheses te verbeteren en ze menselijker te maken. "Misschien zal mijn onderzoek iemand helpen zijn geliefde weer aan te kunnen raken", zegt Bensmaia.
Nog veel obstakels
Het voornaamste probleem voor de onderzoekers is elektroden te vinden die veilig en stevig genoeg zijn om lange tijd in een menselijk lichaam aanwezig te zijn. Ook moeten ze in staat zijn zich aan te passen naarmate iemand ouder wordt en de signalen van het brein veranderen.
Ondanks de vele obstakels blijft Lee Miller, professor aan de Northwestern University in Evanston, Illinois, hoopvol. "Wat Bensmaia doet, is de natuurlijke manier van de hersenen om de tastzin door te geven zo veel mogelijk na te bootsen. Dat is waarschijnlijk de beste aanpak die er is."
(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
quote:Lancering Gaia uitgesteld
De lancering van de Europese ruimtetelescoop Gaia, oorspronkelijk voorzien voor 20 november, is met ongeveer een maand uitgesteld wegens niet nader bekendgemaakte technische kwesties, die een nadere verificatie behoeven. Dat maakte de Europese ruimtevaartorganisatie ESA vandaag bekend. Gaia gaat van ca. één miljard sterren in het Melkwegstelsel heel nauwkeurig afstanden, snelheden en driedimensionale posities meten. (GS) - See more at: http://www.allesoversterr(...)ing-gaia-uitgesteld/
Zeer interessant project dat wel eens een gigantische hoeveelheid nieuw ontdekte exoplaneten kan opleveren. Hopelijk blijft het bij dit korte uitstel.quote:Mission
Gaia will monitor each of its target stars about 70 times over a five-year period. It will precisely chart their positions, distances, movements, and changes in brightness. It is expected to discover hundreds of thousands of new celestial objects, such as extra-solar planets and brown dwarfs, and observe hundreds of thousands of asteroids within our own Solar System. The mission will also study about 500 000 distant quasars and will provide stringent new tests of Albert Einstein’s General Theory of Relativity.
Never argue with idiots. First they will lower you to their level then beat you with experience.
quote:How to Build a Happier Brain
There is a motif, in fiction and in life, of people having wonderful things happen to them, but still ending up unhappy. We can adapt to anything, it seems—you can get your dream job, marry a wonderful human, finally get 1 million dollars or Twitter followers—eventually we acclimate and find new things to complain about.
If you want to look at it on a micro level, take an average day. You go to work; make some money; eat some food; interact with friends, family or co-workers; go home; and watch some TV. Nothing particularly bad happens, but you still can’t shake a feeling of stress, or worry, or inadequacy, or loneliness.
According to Dr. Rick Hanson, a neuropsychologist, a member of U.C. Berkeley's Greater Good Science Center's advisory board, and author of the book Hardwiring Happiness: The New Brain Science of Contentment, Calm, and Confidence, our brains are naturally wired to focus on the negative, which can make us feel stressed and unhappy even though there are a lot of positive things in our lives. True, life can be hard, and legitimately terrible sometimes. Hanson’s book (a sort of self-help manual grounded in research on learning and brain structure) doesn’t suggest that we avoid dwelling on negative experiences altogether—that would be impossible. Instead, he advocates training our brains to appreciate positive experiences when we do have them, by taking the time to focus on them and install them in the brain.
Vóór het internet dacht men dat de oorzaak van domheid een gebrek aan toegang tot informatie was. Inmiddels weten we beter.
Ik hielp een studente psychologie met haar eerstejaars vakken. In een ervan werd gesteld, dat de hersens sterk reageren op nieuwe indrukken, maar op herhaling daarvan gaandeweg minder reageren. Lijkt me een heel zinvolle procedure.quote:
Er lijken ook verschillende typen mensen te zijn: degenen die uit elke ervaring meteen de nadelen bedenken en degenen die uit elke ervaring meteen de mogelijkheden zien. Of zoeken.
Ikzelf heb me lang geleden al voorgenomen om bij elk probleem meteen drie oplossingen te zoeken. Drie is een haalbaar aantal en uit die mogelijkheden is nog een keuze te maken.
Onderschat nooit de kracht van domme mensen in grote groepen!
Der Irrsinn ist bei Einzelnen etwas Seltenes - aber bei Gruppen, Parteien, Völkern, Zeiten die Regel. (Friedrich Nietzsche)
Der Irrsinn ist bei Einzelnen etwas Seltenes - aber bei Gruppen, Parteien, Völkern, Zeiten die Regel. (Friedrich Nietzsche)
24-10-2013
Weg met oneindigheid!
We moeten het concept oneindigheid afschaffen, menen fysici en wiskundigen. Zij menen dat een einde aan oneindigheid de oplossing is voor een aantal van de grootste problemen in de huidige wis- en natuurkunde.
Oneindigheid is een illusie, menen wiskundigen. Net als aan deze op het eerste gezicht oneindige trap, komt in werkelijkheid aan alles een einde, menen zij. Bron: shutterstock
Oneindigheid is een concept dat ons voorstellingsvermogen te boven gaat. Mede daarom betoogt een aantal wis- en natuurkundigen dat oneindigheid niets meer is dan een wiskundige illusie.
Oneindigheden hebben de onhandige eigenschap uit te groeien tot ontembare beesten zodra ze maar een beetje de ruimte krijgen. Voorbeelden zijn er te over. Zo laat de algemene relativiteitstheorie zich maar moeilijk verenigen met de quantumfysica – een van de grootste en meest fundamentele problemen uit de huidige natuurkunde. Ten grondslag aan dat probleem ligt het feit dat de zwaartekracht zich niet laat beschrijven door de algemene relativiteitstheorie, wanneer fysici de extreme uithoeken van die theorie opzoeken. Een voorbeeld van zijn uithoek is zwarte gaten, waarin materie een oneindige dichtheid heeft en waarin de ruimtetijd tot het oneindige wordt uitgerekt. Die oneindigheid, zo menen sommige fysici nu, is het probleem.
Ook op andere plekken gooit oneindigheid regelmatig roet in het eten. Zo rekenen fysici al jaren aan de zogeheten inflatietheorie – een theorie waarin gesteld wordt dat het heelal vlak na haar ontstaan bij de oerknal, een periode van versnelde uitdijing doormaakte. Hoe die versnelling vervolgens weer zou moeten stoppen, is echter onbekend. ‘Al onze problemen met inflatie komen rechtstreeks voort uit onze aanname dat oneindigheid bestaat’, zegt kosmoloog Max Tegmark van het Massachussets Institute of Technology. ‘En dat is de ultieme ongeteste aanname.’
Sommige wetenschappers stellen daarom nu voor om het begrip oneindigheid maar af te schaffen. Een van hen is de wiskundige Norman Wildberger van de universiteit van New South Wales in Sidney. ‘De moderne wiskunde kent een aantal serieuze logische problemen die, linksom of rechtsom, in verband worden gebracht met oneindige verzamelingen van reële getallen’, zegt hij.
Daarom werkte Wildberger de afgelopen tien jaar aan een nieuwe, oneindigheidsvrije, versie van de goniometrie en de euclidische meetkunde. In de traditionele goniometrie is oneindigheid altijd aanwezig omdat hoeken worden afgeleid van de omtrek van een cirkel en dus van een oneindige rij. Wildbergers zogeheten ‘rationele meetkunde’ probeert dat probleem te ondervangen door hoeken nu af te leiden van mathematische vectoren die twee lijnen in een ruimte representeren.
Ook Doron Zeilberger, wiskunde aan de Rutgers University in New Jersey, wil af van oneindigheid. Hij gaat nog een stapje verder door ook het begrip potentiële oneindigheid bij het grofvuil te zetten. Die vorm van oneindigheid staat ons toe om aan elk denkbaar getal een 1 toe te voegen, maar wordt zelf nooit bereikt. Daarom hoeven we niet bang te zijn ooit het einde van de getallenlijn te bereiken. Zeilberger gaat een stap verder door te stellen dat er wel degelijk een ‘grootste getal’ bestaat – een soort van lichtsnelheid in de wiskunde. ‘Het is zo groot dat je het nooit kunt bereiken’, zegt Zeilberger over dat getal. ‘We kennen het niet en daarom geven we het een naam, een symbool. Ik noem het N0.’
Hoewel veel anderen hun twijfels hebben bij de ideeën van Wildberger en Zeilberger, zijn fysici als Tegmark ervan overtuigd dat je de wiskunde sowieso moet ‘herstarten’ en oneindigheid moet afschaffen, om verder te kunnen komen in de natuurkunde. Tegmark: ‘Volgens de wiskunde zitten de dingen niet een beetje fout, maar gewoon verschikkelijk fout.’
Meer over de pogingen van sommige wis- en natuurkundigen om oneindigheid af te schaffen, en de kritiek die anderen daarop hebben, lees je in het novembernummer van New Scientist, dat vrijdag 25 oktober in de winkel ligt.
(newscientist)
Weg met oneindigheid!
We moeten het concept oneindigheid afschaffen, menen fysici en wiskundigen. Zij menen dat een einde aan oneindigheid de oplossing is voor een aantal van de grootste problemen in de huidige wis- en natuurkunde.
Oneindigheid is een illusie, menen wiskundigen. Net als aan deze op het eerste gezicht oneindige trap, komt in werkelijkheid aan alles een einde, menen zij. Bron: shutterstock
Oneindigheid is een concept dat ons voorstellingsvermogen te boven gaat. Mede daarom betoogt een aantal wis- en natuurkundigen dat oneindigheid niets meer is dan een wiskundige illusie.
Oneindigheden hebben de onhandige eigenschap uit te groeien tot ontembare beesten zodra ze maar een beetje de ruimte krijgen. Voorbeelden zijn er te over. Zo laat de algemene relativiteitstheorie zich maar moeilijk verenigen met de quantumfysica – een van de grootste en meest fundamentele problemen uit de huidige natuurkunde. Ten grondslag aan dat probleem ligt het feit dat de zwaartekracht zich niet laat beschrijven door de algemene relativiteitstheorie, wanneer fysici de extreme uithoeken van die theorie opzoeken. Een voorbeeld van zijn uithoek is zwarte gaten, waarin materie een oneindige dichtheid heeft en waarin de ruimtetijd tot het oneindige wordt uitgerekt. Die oneindigheid, zo menen sommige fysici nu, is het probleem.
Ook op andere plekken gooit oneindigheid regelmatig roet in het eten. Zo rekenen fysici al jaren aan de zogeheten inflatietheorie – een theorie waarin gesteld wordt dat het heelal vlak na haar ontstaan bij de oerknal, een periode van versnelde uitdijing doormaakte. Hoe die versnelling vervolgens weer zou moeten stoppen, is echter onbekend. ‘Al onze problemen met inflatie komen rechtstreeks voort uit onze aanname dat oneindigheid bestaat’, zegt kosmoloog Max Tegmark van het Massachussets Institute of Technology. ‘En dat is de ultieme ongeteste aanname.’
Sommige wetenschappers stellen daarom nu voor om het begrip oneindigheid maar af te schaffen. Een van hen is de wiskundige Norman Wildberger van de universiteit van New South Wales in Sidney. ‘De moderne wiskunde kent een aantal serieuze logische problemen die, linksom of rechtsom, in verband worden gebracht met oneindige verzamelingen van reële getallen’, zegt hij.
Daarom werkte Wildberger de afgelopen tien jaar aan een nieuwe, oneindigheidsvrije, versie van de goniometrie en de euclidische meetkunde. In de traditionele goniometrie is oneindigheid altijd aanwezig omdat hoeken worden afgeleid van de omtrek van een cirkel en dus van een oneindige rij. Wildbergers zogeheten ‘rationele meetkunde’ probeert dat probleem te ondervangen door hoeken nu af te leiden van mathematische vectoren die twee lijnen in een ruimte representeren.
Ook Doron Zeilberger, wiskunde aan de Rutgers University in New Jersey, wil af van oneindigheid. Hij gaat nog een stapje verder door ook het begrip potentiële oneindigheid bij het grofvuil te zetten. Die vorm van oneindigheid staat ons toe om aan elk denkbaar getal een 1 toe te voegen, maar wordt zelf nooit bereikt. Daarom hoeven we niet bang te zijn ooit het einde van de getallenlijn te bereiken. Zeilberger gaat een stap verder door te stellen dat er wel degelijk een ‘grootste getal’ bestaat – een soort van lichtsnelheid in de wiskunde. ‘Het is zo groot dat je het nooit kunt bereiken’, zegt Zeilberger over dat getal. ‘We kennen het niet en daarom geven we het een naam, een symbool. Ik noem het N0.’
Hoewel veel anderen hun twijfels hebben bij de ideeën van Wildberger en Zeilberger, zijn fysici als Tegmark ervan overtuigd dat je de wiskunde sowieso moet ‘herstarten’ en oneindigheid moet afschaffen, om verder te kunnen komen in de natuurkunde. Tegmark: ‘Volgens de wiskunde zitten de dingen niet een beetje fout, maar gewoon verschikkelijk fout.’
Meer over de pogingen van sommige wis- en natuurkundigen om oneindigheid af te schaffen, en de kritiek die anderen daarop hebben, lees je in het novembernummer van New Scientist, dat vrijdag 25 oktober in de winkel ligt.
(newscientist)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
Niet alleen primaten, gok ik. Op vakantie in Zuid-Frankrijk een labrador zeer agressief op een stuk slangenvel zien reageren en het proberen te vertrappelen alsof het een echte slang was. En de hond had nog nooit eerder een slang gezien, laat staan dat ie wist hoe hij erop moest reageren.quote:Snakes On the Brain: Are Primates Hard-Wired to Recognize Snakes?
In a paper published Oct. 28 in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences, Isbell; Hisao Nishijo and Quan Van Le at Toyama University, Japan; and Rafael Maior and Carlos Tomaz at the University of Brasilia, Brazil; and colleagues show that there are specific nerve cells in the brains of rhesus macaque monkeys that respond to images of snakes.
The snake-sensitive neurons were more numerous, and responded more strongly and rapidly, than other nerve cells that fired in response to images of macaque faces or hands, or to geometric shapes. Isbell said she was surprised that more neurons responded to snakes than to faces, given that primates are highly social animals.
"We're finding results consistent with the idea that snakes have exerted strong selective pressure on primates," Isbell said.
Isbell originally published her hypothesis in 2006, following up with a book, "The Fruit, the Tree and the Serpent" (Harvard University Press, 2009) in which she argued that our primate ancestors evolved good, close-range vision primarily to spot and avoid dangerous snakes.
Modern mammals and snakes big enough to eat them evolved at about the same time, 100 million years ago. Venomous snakes are thought to have appeared about 60 million years ago -- "ambush predators" that have shared the trees and grasslands with primates.
Nishijo's laboratory studies the neural mechanisms responsible for emotion and fear in rhesus macaque monkeys, especially instinctive responses that occur without learning or memory. Previous researchers have used snakes to provoke fear in monkeys, he noted. When Nishijo heard of Isbell's theory, he thought it might explain why monkeys are so afraid of snakes.
"The results show that the brain has special neural circuits to detect snakes, and this suggests that the neural circuits to detect snakes have been genetically encoded," Nishijo said.
The monkeys tested in the experiment were reared in a walled colony and neither had previously encountered a real snake.
"I don't see another way to explain the sensitivity of these neurons to snakes except through an evolutionary path," Isbell said.
Vóór het internet dacht men dat de oorzaak van domheid een gebrek aan toegang tot informatie was. Inmiddels weten we beter.
En paarden schijnen sterk te reageren op een tak die op de grond ligt. Veel meer dan dezelfde tak die rechtop staat.
Maar ik meen me iets te herinneren over makaken en slangen.
Dat niet, maar ik kwam wel dit tegen:
http://vorige.nrc.nl/wetenschap/article1876494.ece
Een vergelijkbaar artikel als dat van jou, denk ik.
Maar ik meen me iets te herinneren over makaken en slangen.
Dat niet, maar ik kwam wel dit tegen:
http://vorige.nrc.nl/wetenschap/article1876494.ece
Een vergelijkbaar artikel als dat van jou, denk ik.
Onderschat nooit de kracht van domme mensen in grote groepen!
Der Irrsinn ist bei Einzelnen etwas Seltenes - aber bei Gruppen, Parteien, Völkern, Zeiten die Regel. (Friedrich Nietzsche)
Der Irrsinn ist bei Einzelnen etwas Seltenes - aber bei Gruppen, Parteien, Völkern, Zeiten die Regel. (Friedrich Nietzsche)
18-11-2013
Geheugenwonder heeft ook valse herinneringen
Niemand ontkomt aan menselijke fouten
Onlangs is een groep mensen ontdekt met een uitzonderlijk goed geheugen. Zeg “10 april 1984” en ze vertellen je welke dag van de week het toen was en wat ze die dag hebben geluncht. Maar zelfs deze mensen ontkomen niet aan valse herinneringen.
© Tom_focus
Ben je goed in een spel memory, dan betekent dat niet dat je ongevoelig bent voor valse herinneringen. Bovendien hoef je met een goed autobiografisch geheugen geen memorytalent te zijn. Memory traint namelijk alleen het kortetermijngeheugen.
“Highly superior autobiographical memory” (HSAM) werd het genoemd, het syndroom dat in 2006 voor het eerst werd ontdekt bij de toen 41-jarige vrouw “AJ”. Zij heeft een uitzonderlijk autobiografisch geheugen. Dat betekent dat ze zich de details herinnert van elke dag van haar leven vanaf de kindertijd. Personen met HSAM kunnen beter gebeurtenissen terughalen die zich meer dan een decennium geleden voltrokken dan de meeste mensen dat kunnen van een maand geleden.
Rode paraplu
Onderzoekers van de Universiteit van Californië te Irvine vroegen zich af of personen met HSAM minder vatbaar zouden zijn voor valse herinneringen. Dit zijn herinneringen die niet overeenstemmen met wat werkelijk gebeurde. Dat levert problemen op bij bijvoorbeeld politieonderzoek. Ooggetuigen vullen gaten in hun geheugen op door losse flarden te verbinden met zelf beredeneerde details. Later is het moeilijk onderscheid te maken tussen wat ze wel en niet zelf hebben waargenomen. Ondervragers kunnen daarom beter niet aan getuigen vragen of ze een rode paraplu hebben gezien, want deze rode paraplu zou zomaar zo'n valse verbintenis kunnen veroorzaken.
Je zou zeggen dat personen met HSAM ongevoeliger zijn voor dit soort geheugenfoutjes, maar niets is minder waar, volgens de Amerikaanse onderzoekers. Onderzoeker Lawrence Patihis en collega’s vergeleken de gevoeligheid voor valse herinneringen bij twintig mensen met HSAM en achtendertig controlepersonen door ze te onderwerpen aan een reeks testjes.
Lokwoorden
Een bekende test werd ontwikkeld door Deese, Roediger en McDermott: de DRM-test. Hierbij worden lijsten aangeboden van telkens vijftien woorden, die associaties oproepen met een woord dat niet op de lijst staat. “Draad”, “oog” en “breien” associeer je gemakkelijk met “naald”. “Naald” staat niet op de lijst en wordt het “lokwoord” genoemd. Vervolgens wordt getest of mensen zich deze lokwoorden valselijk gaan herinneren. Opmerkelijk genoeg dachten de personen met HSAM en de controlegroep even vaak dat een “lokwoord” op de lijst stond. Het team van Patihis publiceerden hun onderzoek in het tijdschrift PNAS.
“Heel interessant artikel,” zegt Dr. Ilse van Damme. Zij doet onderzoek naar valse herinneringen, onder andere aan de KU Leuven. “De studie is baanbrekend, doordat onderzoek naar personen met een schijnbaar perfect geheugen gecombineerd wordt met onderzoek naar de feilbaarheid van het geheugen.”
Portemonneediefstal
Een andere test naar valse herinneringen is de “misinformation” test. Deze test wordt in het Nederlands ook wel het ooggetuigenparadigma genoemd, volgens Van Damme. De proefpersonen krijgen eerst een serie foto’s te zien van een misdaad: een man steelt een portemonnee. Daarna lezen de deelnemers een tekst over dezelfde misdaad, maar met een aantal fouten erin verwerkt. Vervolgens moet men aangeven hoe men zich de oorspronkelijke gebeurtenis herinnert en wat de bron van die herinnering is: wat heeft men op de foto’s gezien en wat heeft men gelezen. Personen met HSAM maakten in deze test meer fouten dan de controlegroep. “Dat is verrassend,” volgens Van Damme, “omdat je zou verwachten dat personen met een superieur autobiografisch geheugen net minder vatbaar zijn voor valse herinneringen.”
Decimalen van het getal pi
Als je vijfduizend cijfers achter de komma van het getal pi kunt onthouden of de winnaars van alle belangrijke tennistoernooien van de afgelopen eeuw kunt opnoemen, beschik je niet direct over HSAM. Personen met dit soort uitzonderlijk geheugen blijken vaak uitstekend te kunnen leren, terwijl personen met HSAM daar niet per definitie in uitblinken. Het persoonlijke verleden lijkt daarentegen automatisch tot in detail te kunnen worden opgeroepen.
De hersenen van personen met HSAM vertonen fysieke verschillen in de gebieden die bijdragen aan (het opslaan van) autobiografische herinneringen. Of deze verschillen door “nature” of “nurture” ontstaan, is nog niet duidelijk.
Inlevingsvermogen
© Adam Sicinski
Ons geheugen leunt niet op mind maps, maar vooral op associaties. Als je niet meer weet waarvan een associatie afkomstig is, kunnen er valse herinneringen ontstaan.
De wetenschappers willen het unieke vermogen van mensen met HSAM niet tegenspreken. Ze zeggen alleen dat de processen die ten grondslag liggen aan de reconstructie van herinneringen bij mensen met en zonder HSAM gelijk lijken te zijn. In het ooggetuigenparadigma maakten de geheugentalenten zelfs meer fouten dan de controlegroep. Volgens de onderzoekers zou dit kunnen komen doordat deze personen zich sterk identificeren met juiste, maar ook met misleidende informatie. “Ze stellen zich het verhaal nog levendiger voor,” zegt Van Damme, “dus voegen daarmee ook meer onjuiste informatie toe aan hun herinnering.”
“Een belangrijke stap die nu gezet moet worden,” zegt Van Damme, “is onderzoek naar de vatbaarheid voor valse herinneringen met betrekking tot persoonlijke ervaringen van mensen met een superieur autobiografisch geheugen.” Zelf doet Van Damme onderzoek naar het effect van emotie op valse herinneringen. “Als negatieve gebeurtenissen tot meer valse herinneringen kunnen leiden dan positieve, dan is dat maatschappelijk belangrijk, zowel in klinische als in juridische context.”
Vals seksueel misbruik
Bij aangifte van seksueel misbruik dat plaatsvond in een ver verleden worden slachtoffers er soms van verdacht de aanranding of verkrachting te hebben verzonnen. Coauteur van het onderzoek Elizabeth Loftus is bijvoorbeeld sterke voorstander van het feit dat het verdringen en vergeten van traumatische gebeurtenissen niet kan. Je kan er hooguit lang niet over nadenken. Wanneer tijdens therapie herinneringen van lang geleden worden “hervonden”, blijken ze vaak vals, volgens Loftus. Technieken als suggestie, hypnose en het lezen van boeken over misbruik kunnen, zelfs wanneer gebruikt met de beste bedoelingen, leiden tot geheugenvervorming en tot het creëren van herinneringen aan iets dat niet echt gebeurd is. Dat gebeurt helaas regelmatig, zoals hier, hier en hier.
Het menselijk geheugen is een lastig onderzoeksgebied. Veel is nog onduidelijk. “We beseffen meer en meer dat herinneren een reconstructief proces is, waarbij we voortdurend associaties maken en informatie vanuit verschillende bronnen samenvoegen, wat kan leiden tot fouten,” zegt Van Damme. “Ik heb nog geen verklaring voor een superieur autobiografisch geheugen. Dat heeft vooralsnog niemand.”
(wetenschap24)
Geheugenwonder heeft ook valse herinneringen
Niemand ontkomt aan menselijke fouten
Onlangs is een groep mensen ontdekt met een uitzonderlijk goed geheugen. Zeg “10 april 1984” en ze vertellen je welke dag van de week het toen was en wat ze die dag hebben geluncht. Maar zelfs deze mensen ontkomen niet aan valse herinneringen.
© Tom_focus
Ben je goed in een spel memory, dan betekent dat niet dat je ongevoelig bent voor valse herinneringen. Bovendien hoef je met een goed autobiografisch geheugen geen memorytalent te zijn. Memory traint namelijk alleen het kortetermijngeheugen.
“Highly superior autobiographical memory” (HSAM) werd het genoemd, het syndroom dat in 2006 voor het eerst werd ontdekt bij de toen 41-jarige vrouw “AJ”. Zij heeft een uitzonderlijk autobiografisch geheugen. Dat betekent dat ze zich de details herinnert van elke dag van haar leven vanaf de kindertijd. Personen met HSAM kunnen beter gebeurtenissen terughalen die zich meer dan een decennium geleden voltrokken dan de meeste mensen dat kunnen van een maand geleden.
Rode paraplu
Onderzoekers van de Universiteit van Californië te Irvine vroegen zich af of personen met HSAM minder vatbaar zouden zijn voor valse herinneringen. Dit zijn herinneringen die niet overeenstemmen met wat werkelijk gebeurde. Dat levert problemen op bij bijvoorbeeld politieonderzoek. Ooggetuigen vullen gaten in hun geheugen op door losse flarden te verbinden met zelf beredeneerde details. Later is het moeilijk onderscheid te maken tussen wat ze wel en niet zelf hebben waargenomen. Ondervragers kunnen daarom beter niet aan getuigen vragen of ze een rode paraplu hebben gezien, want deze rode paraplu zou zomaar zo'n valse verbintenis kunnen veroorzaken.
Je zou zeggen dat personen met HSAM ongevoeliger zijn voor dit soort geheugenfoutjes, maar niets is minder waar, volgens de Amerikaanse onderzoekers. Onderzoeker Lawrence Patihis en collega’s vergeleken de gevoeligheid voor valse herinneringen bij twintig mensen met HSAM en achtendertig controlepersonen door ze te onderwerpen aan een reeks testjes.
Lokwoorden
Een bekende test werd ontwikkeld door Deese, Roediger en McDermott: de DRM-test. Hierbij worden lijsten aangeboden van telkens vijftien woorden, die associaties oproepen met een woord dat niet op de lijst staat. “Draad”, “oog” en “breien” associeer je gemakkelijk met “naald”. “Naald” staat niet op de lijst en wordt het “lokwoord” genoemd. Vervolgens wordt getest of mensen zich deze lokwoorden valselijk gaan herinneren. Opmerkelijk genoeg dachten de personen met HSAM en de controlegroep even vaak dat een “lokwoord” op de lijst stond. Het team van Patihis publiceerden hun onderzoek in het tijdschrift PNAS.
“Heel interessant artikel,” zegt Dr. Ilse van Damme. Zij doet onderzoek naar valse herinneringen, onder andere aan de KU Leuven. “De studie is baanbrekend, doordat onderzoek naar personen met een schijnbaar perfect geheugen gecombineerd wordt met onderzoek naar de feilbaarheid van het geheugen.”
Portemonneediefstal
Een andere test naar valse herinneringen is de “misinformation” test. Deze test wordt in het Nederlands ook wel het ooggetuigenparadigma genoemd, volgens Van Damme. De proefpersonen krijgen eerst een serie foto’s te zien van een misdaad: een man steelt een portemonnee. Daarna lezen de deelnemers een tekst over dezelfde misdaad, maar met een aantal fouten erin verwerkt. Vervolgens moet men aangeven hoe men zich de oorspronkelijke gebeurtenis herinnert en wat de bron van die herinnering is: wat heeft men op de foto’s gezien en wat heeft men gelezen. Personen met HSAM maakten in deze test meer fouten dan de controlegroep. “Dat is verrassend,” volgens Van Damme, “omdat je zou verwachten dat personen met een superieur autobiografisch geheugen net minder vatbaar zijn voor valse herinneringen.”
Decimalen van het getal pi
Als je vijfduizend cijfers achter de komma van het getal pi kunt onthouden of de winnaars van alle belangrijke tennistoernooien van de afgelopen eeuw kunt opnoemen, beschik je niet direct over HSAM. Personen met dit soort uitzonderlijk geheugen blijken vaak uitstekend te kunnen leren, terwijl personen met HSAM daar niet per definitie in uitblinken. Het persoonlijke verleden lijkt daarentegen automatisch tot in detail te kunnen worden opgeroepen.
De hersenen van personen met HSAM vertonen fysieke verschillen in de gebieden die bijdragen aan (het opslaan van) autobiografische herinneringen. Of deze verschillen door “nature” of “nurture” ontstaan, is nog niet duidelijk.
Inlevingsvermogen
© Adam Sicinski
Ons geheugen leunt niet op mind maps, maar vooral op associaties. Als je niet meer weet waarvan een associatie afkomstig is, kunnen er valse herinneringen ontstaan.
De wetenschappers willen het unieke vermogen van mensen met HSAM niet tegenspreken. Ze zeggen alleen dat de processen die ten grondslag liggen aan de reconstructie van herinneringen bij mensen met en zonder HSAM gelijk lijken te zijn. In het ooggetuigenparadigma maakten de geheugentalenten zelfs meer fouten dan de controlegroep. Volgens de onderzoekers zou dit kunnen komen doordat deze personen zich sterk identificeren met juiste, maar ook met misleidende informatie. “Ze stellen zich het verhaal nog levendiger voor,” zegt Van Damme, “dus voegen daarmee ook meer onjuiste informatie toe aan hun herinnering.”
“Een belangrijke stap die nu gezet moet worden,” zegt Van Damme, “is onderzoek naar de vatbaarheid voor valse herinneringen met betrekking tot persoonlijke ervaringen van mensen met een superieur autobiografisch geheugen.” Zelf doet Van Damme onderzoek naar het effect van emotie op valse herinneringen. “Als negatieve gebeurtenissen tot meer valse herinneringen kunnen leiden dan positieve, dan is dat maatschappelijk belangrijk, zowel in klinische als in juridische context.”
Vals seksueel misbruik
Bij aangifte van seksueel misbruik dat plaatsvond in een ver verleden worden slachtoffers er soms van verdacht de aanranding of verkrachting te hebben verzonnen. Coauteur van het onderzoek Elizabeth Loftus is bijvoorbeeld sterke voorstander van het feit dat het verdringen en vergeten van traumatische gebeurtenissen niet kan. Je kan er hooguit lang niet over nadenken. Wanneer tijdens therapie herinneringen van lang geleden worden “hervonden”, blijken ze vaak vals, volgens Loftus. Technieken als suggestie, hypnose en het lezen van boeken over misbruik kunnen, zelfs wanneer gebruikt met de beste bedoelingen, leiden tot geheugenvervorming en tot het creëren van herinneringen aan iets dat niet echt gebeurd is. Dat gebeurt helaas regelmatig, zoals hier, hier en hier.
Het menselijk geheugen is een lastig onderzoeksgebied. Veel is nog onduidelijk. “We beseffen meer en meer dat herinneren een reconstructief proces is, waarbij we voortdurend associaties maken en informatie vanuit verschillende bronnen samenvoegen, wat kan leiden tot fouten,” zegt Van Damme. “Ik heb nog geen verklaring voor een superieur autobiografisch geheugen. Dat heeft vooralsnog niemand.”
(wetenschap24)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
02-12-2013
Missend ingrediënt oersoep gevonden
Het precieze recept voor de oersoep waarmee het leven 4 miljard jaar geleden begon weten we niet. Maar een team van Amerikaanse en Italiaanse chemici heeft nu een missend ingrediënt ontdekt. De vondst brengt de creatie van een primitieve kunstmatige cel een stapje dichterbij.
door Mariska van Sprundel
Animatie van een protocel met simpele vetzuren in het membraan. RNA zit binnenin.
Jack Szostak / Harvard
Hoe zou de eerste cel eruit hebben gezien? Wetenschappers die de oorsprong van leven onderzoeken proberen kunstmatig zo’n primitieve cel te maken. Een klus met de nodige problemen die nog verre van opgelost zijn.
Nobelprijswinnaar Jack Szostak van Harvard en zijn collega van de Roma Tre Universiteit (Italië) vonden een molecuul waarmee ze nu een geloofwaardig model van de eerste cel kunnen neerzetten. Ze beschreven de werking van het molecuul, citroenzuur, deze week in de online editie van Science.
Nobelprijswinnaar
Jack Szostak kreeg in 2009 de Nobelprijs voor zijn onderzoek op het gebied van menselijke genetica. Sinds een jaar of tien houdt hij zich echter bezig met het door hem opgezette Origines of Life Initiative aan Harvard om te verkennen hoe het leven op aarde is begonnen. Zijn onderzoek richt zich o.a. op de spontane vorming van het celmembraan.
RNA-wereld
In de jaren zestig speculeerden biologen, waaronder dubbele helix-ontdekker Francis Crick, voor het eerst over de dubbele rol van RNA: als opslagmolecuul voor genetische informatie en als katalysator voor chemische reacties. Dat leidde tot de hypothese dat het eerste leven op aarde gebaseerd was op RNA.
Het wordt algemeen aangenomen dat RNA het eerste molecuul was dat zichzelf spontaan kon verdubbelen. Essentieel om het eerste leven op weg te helpen. RNA bevond zich hoogst waarschijnlijk in een blaasje van simpele vetzuren. Dit systeempje zou je kunnen zien als de eerste cel, oftewel een ‘protocel’.
Bij pogingen een protocel te maken stuitten wetenschappers op veel obstakels. Eén daarvan was dat voor de spontane verdubbeling van RNA magnesium-ionen nodig zijn. Normaal zijn enzymen betrokken bij de verdubbeling van DNA en RNA maar ten tijde van de eerste cel bestonden enzymen nog niet. Het probleem was dat magnesium ook aan de vetzuren van het blaasje plakt. Gevolg? De protocellen in het lab stortten in elkaar.
Missend molecuul
Hoe kon RNA dan de omstandigheden op de jonge aarde overleven als het blaasje kapot gaat? Er moet wat in de oersoep hebben gedreven dat de RNA-protocel in stand hield.
Tijdens hun zoektocht screenden de onderzoekers eerst een rits moleculen die in staat zijn vetzuurblaasjes te beschermen tegen afbraak door magnesium. Dat leverden een paar kandidaten. Maar één molecuul sprong eruit: citroenzuur. Citroenzuur ging namelijk nog een stap verder en liet ook de verdubbeling van RNA efficiënter verlopen.
De celcyclus van een protocel op de jonge aarde. Eerst is er verdubbeling van het RNA. Nucleotiden van buiten de cel sluipen tussen de vetzuren van het blaasje door naar binnen. Daar verlengden ze de RNA-streng. Na de verdubbeling splitst de protocel zich in tweeën.
K. Adamala
Citroenzuur in de natuur
“Dit resultaat past heel goed binnen het proces van het stapsgewijs dichterbij brengen van een route hoe een levende cel is ontstaan”, zegt Jan van Hest, hoogleraar aan de Radboud Universiteit Nijmegen. Hij werkt zelf ook aan kunstmatige cellen.
In alle organismen wordt energie vrijgemaakt uit koolhydraten, vetten en eiwitten in de citroenzuurcyclus.
Wikimedia Commons
“Szostak maakt aannemelijk dat je met simpele bouwstenen een compartiment kunt maken en daarbinnen een cruciaal proces kan laten plaatsvinden. Stabiel en efficiënt, zonder dat het instort.”
Het is niet vreemd dat Szostak met citroenzuur aankomt: het is een veel voorkomend zuur in de natuur. “Het is een bekende binder van metaalionen”, legt van Hest uit. “En het is zeer interessant dat dit systeem de balans behoudt dankzij dit molecuul.”
Volgens Szostak was citroenzuur waarschijnlijk niet in de vereiste hoeveelheid aanwezig op de jonge aarde. Hij denkt dat simpele peptiden – kleine ketens van aminozuren – die zich hetzelfde gedragen als citroenzuur het klusje opknapten. Naar die peptiden gaat hij nu op zoek.
Bronnen:
Jack W. Szostak & K. Adamala, Nonenzymatic Template-Directed RNA Synthesis Inside Model Protocells, Science, online 28 november 2013. DOI:10.1126/science.1241888
Robert F. Service, The life force, Science, online 28 november 2013.
(Kennislink)
Missend ingrediënt oersoep gevonden
Het precieze recept voor de oersoep waarmee het leven 4 miljard jaar geleden begon weten we niet. Maar een team van Amerikaanse en Italiaanse chemici heeft nu een missend ingrediënt ontdekt. De vondst brengt de creatie van een primitieve kunstmatige cel een stapje dichterbij.
door Mariska van Sprundel
Animatie van een protocel met simpele vetzuren in het membraan. RNA zit binnenin.
Jack Szostak / Harvard
Hoe zou de eerste cel eruit hebben gezien? Wetenschappers die de oorsprong van leven onderzoeken proberen kunstmatig zo’n primitieve cel te maken. Een klus met de nodige problemen die nog verre van opgelost zijn.
Nobelprijswinnaar Jack Szostak van Harvard en zijn collega van de Roma Tre Universiteit (Italië) vonden een molecuul waarmee ze nu een geloofwaardig model van de eerste cel kunnen neerzetten. Ze beschreven de werking van het molecuul, citroenzuur, deze week in de online editie van Science.
Nobelprijswinnaar
Jack Szostak kreeg in 2009 de Nobelprijs voor zijn onderzoek op het gebied van menselijke genetica. Sinds een jaar of tien houdt hij zich echter bezig met het door hem opgezette Origines of Life Initiative aan Harvard om te verkennen hoe het leven op aarde is begonnen. Zijn onderzoek richt zich o.a. op de spontane vorming van het celmembraan.
RNA-wereld
In de jaren zestig speculeerden biologen, waaronder dubbele helix-ontdekker Francis Crick, voor het eerst over de dubbele rol van RNA: als opslagmolecuul voor genetische informatie en als katalysator voor chemische reacties. Dat leidde tot de hypothese dat het eerste leven op aarde gebaseerd was op RNA.
Het wordt algemeen aangenomen dat RNA het eerste molecuul was dat zichzelf spontaan kon verdubbelen. Essentieel om het eerste leven op weg te helpen. RNA bevond zich hoogst waarschijnlijk in een blaasje van simpele vetzuren. Dit systeempje zou je kunnen zien als de eerste cel, oftewel een ‘protocel’.
Bij pogingen een protocel te maken stuitten wetenschappers op veel obstakels. Eén daarvan was dat voor de spontane verdubbeling van RNA magnesium-ionen nodig zijn. Normaal zijn enzymen betrokken bij de verdubbeling van DNA en RNA maar ten tijde van de eerste cel bestonden enzymen nog niet. Het probleem was dat magnesium ook aan de vetzuren van het blaasje plakt. Gevolg? De protocellen in het lab stortten in elkaar.
Missend molecuul
Hoe kon RNA dan de omstandigheden op de jonge aarde overleven als het blaasje kapot gaat? Er moet wat in de oersoep hebben gedreven dat de RNA-protocel in stand hield.
Tijdens hun zoektocht screenden de onderzoekers eerst een rits moleculen die in staat zijn vetzuurblaasjes te beschermen tegen afbraak door magnesium. Dat leverden een paar kandidaten. Maar één molecuul sprong eruit: citroenzuur. Citroenzuur ging namelijk nog een stap verder en liet ook de verdubbeling van RNA efficiënter verlopen.
De celcyclus van een protocel op de jonge aarde. Eerst is er verdubbeling van het RNA. Nucleotiden van buiten de cel sluipen tussen de vetzuren van het blaasje door naar binnen. Daar verlengden ze de RNA-streng. Na de verdubbeling splitst de protocel zich in tweeën.
K. Adamala
Citroenzuur in de natuur
“Dit resultaat past heel goed binnen het proces van het stapsgewijs dichterbij brengen van een route hoe een levende cel is ontstaan”, zegt Jan van Hest, hoogleraar aan de Radboud Universiteit Nijmegen. Hij werkt zelf ook aan kunstmatige cellen.
In alle organismen wordt energie vrijgemaakt uit koolhydraten, vetten en eiwitten in de citroenzuurcyclus.
Wikimedia Commons
“Szostak maakt aannemelijk dat je met simpele bouwstenen een compartiment kunt maken en daarbinnen een cruciaal proces kan laten plaatsvinden. Stabiel en efficiënt, zonder dat het instort.”
Het is niet vreemd dat Szostak met citroenzuur aankomt: het is een veel voorkomend zuur in de natuur. “Het is een bekende binder van metaalionen”, legt van Hest uit. “En het is zeer interessant dat dit systeem de balans behoudt dankzij dit molecuul.”
Volgens Szostak was citroenzuur waarschijnlijk niet in de vereiste hoeveelheid aanwezig op de jonge aarde. Hij denkt dat simpele peptiden – kleine ketens van aminozuren – die zich hetzelfde gedragen als citroenzuur het klusje opknapten. Naar die peptiden gaat hij nu op zoek.
Bronnen:
Jack W. Szostak & K. Adamala, Nonenzymatic Template-Directed RNA Synthesis Inside Model Protocells, Science, online 28 november 2013. DOI:10.1126/science.1241888
Robert F. Service, The life force, Science, online 28 november 2013.
(Kennislink)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
quote:Male and female brains wired differently, scans reveal
Scientists have drawn on nearly 1,000 brain scans to confirm what many had surely concluded long ago: that stark differences exist in the wiring of male and female brains.
Maps of neural circuitry showed that on average women's brains were highly connected across the left and right hemispheres, in contrast to men's brains, where the connections were typically stronger between the front and back regions.
Vóór het internet dacht men dat de oorzaak van domheid een gebrek aan toegang tot informatie was. Inmiddels weten we beter.
03-12-2013
Het universum als meetinstrument
Wat doe je wanneer zelfs de grootste deeltjesversneller ter wereld te klein is voor je experimenten? Dan kijk je gewoon naar de oerknal, de grootste explosie ooit. Dat is wat theoretisch natuurkundige Diederik Roest van de Rijksuniversiteit Groningen doet, in zijn zoektocht naar een theorie die verklaart hoe ons universum werkt.
Zware kost? Roest legt deze lastige materie graag op middelbare scholen uit. En op 35-jarige leeftijd is hij bovendien verkozen tot lid van De Jonge Akademie (DJA), een select gezelschap van 50 jonge wetenschappers die in Nederland actief zijn. Het is een hele eer om lid te mogen worden van De Jonge Akademie. “Eerst moet je een nominatie krijgen, daarna schrijf je zelf een brief waarin je toelicht waarom je erbij wilt en dan volgt er nog een gesprek”, vat Roest de procedure samen. In maart zal hij als lid worden geïnstalleerd, voor een periode van vijf jaar.
Diederik_roest
Science Linx
“Ik heb al meegedaan met een programma waarin DJA leden scholen bezoeken, DJA on wheels. Scholen bezoeken deed ik sowieso al maar dit was erg leuk.” Waar hij zelf doorgaans in havo en vwo klassen komt, ging Roest met DJA ook naar een vmbo. “En ook dat was een succes.”
Wetenschap naar het grote publiek brengen is een van de aandachtspunten voor Roest bij DJA. “Het andere is wetenschapsbeleid. De laatste jaren heeft de wetenschap nogal wat klappen gekregen, door bezuinigingen maar ook doordat het gezag is aangetast. Te vaak is wetenschap als ‘ook maar een mening’ weggezet.” Het populariseren en verdedigen van wetenschap is dus zijn missie. “Ja, maar ik moet bekennen dat ik nog geen uitgewerkt programma daarvoor heb.”
Het lidmaatschap van DJA zal hem naar verwachting een halve dag per week kosten, plus wat avonden. Dus heeft hij minder tijd voor eigen onderzoek. “Ja, dat zou me wel een publicatie per jaar kunnen kosten. Maar daar staat tegenover dat het een fantastische ervaring zal zijn om deel uit te maken van een club van jonge honden die allemaal op hetzelfde punt in hun carrière staan”, zegt Roest. “Ik verwacht dat we veel van elkaar kunnen opsteken, bijvoorbeeld over hoe je een eigen groep runt.”
Superkleine snaartjes
Roest begon aan het bouwen van zijn eigen String Cosmology groep in 2008, toen hij een VIDI-onderzoeksbeurs binnenhaalde. “Die is nu zo’n beetje op, maar de groep draait prima.” Zijn onderzoeksterrein is de hoge-energiefysica. “We werken aan de snaartheorie, die fundamentele deeltjes beschrijft als superkleine snaartjes. De trilling daarvan bepaalt de eigenschap van de deeltjes.”
De snaartheorie, die al ruim veertig jaar bestaat, beschrijft materie op een ultra-kleine schaal. “Dit betekent dat je heel hoge energieën nodig hebt om die schalen te bestuderen. Zo hoog dat je ze hier op aarde nooit kunt bereiken.” Daarom wordt wel gezegd dat de voorspellingen die uit de snaartheorie volgen niet te testen zijn. “Maar dat is niet juist.” Elders in het universum vinden wel degelijk processen plaats met de energie die nodig is om de snaartheorie te testen. De moeder van alle hoogenergetische processen is natuurlijk de oerknal.
De snaartheorie stelt dat er een groot aantal dimensies zijn waarvan we er slechts enkele kunnen waarnemen.
Wikimedia Commons
Allereerste licht
“Er zijn twee belangrijke momenten waarop we processen in het universum kunnen meten”, legt Roest uit. “Het eerste moment is het heden. De bestudering van het heden heeft ons veel geleerd over de manier waarop het universum werkt. We kunnen nu prima verklaren hoe gewone materie zich gedraagt, maar die omvat slechts vier procent van de energie-inhoud van het heelal.” Het tweede belangrijke meetpunt ligt op 300.000 jaar na de oerknal, toen het eerste licht verscheen in het gloeiend hete plasma.
“Dat licht noemen we de kosmische achtergrondstraling, een uniforme straling waarin het hele heelal baadt.” Deze straling heeft een temperatuur van 2,7 Kelvin (ongeveer minus 271 graden Celsius). “En ze is waar we ook heen kijken zo goed als gelijk.” Waarom dat zo is was lang een vraag voor kosmologen. Het antwoord bleek te liggen in een proces dat inflatie heet.
Een kaart van de kosmische achtergrondstraling gemeten door de Planck-satelliet. De kaart laat iets warmere gebieden (in rood) zien tussen gebieden waar de temperatuur lager is (blauw). Het wordt ook wel de babyfoto van het universum genoemd omdat deze straling werd uitgezonden op het moment dat het heelal doorzichtig werd, ongeveer 380.000 jaar na de oerknal.
ESA
“We denken nu dat in de eerste seconde na de oerknal het heelal extreem snel uitzette. Dat verklaart waarom de achtergrondstraling zo gelijkmatig is.” Extreem gelijkmatig, maar niet honderd procent: metingen door satellieten laten zien dat er een minuscule variatie van enkele tientallen miljoensten van een graad. “We zien dus enige variatie in het vijfde cijfer achter de komma.”
Deze kleine verschillen zijn ontstaan door zogenaamde quantumfluctuaties die plaatsvonden tijdens de inflatie. “Zonder die fluctuaties zouden er geen sterren zijn ontstaan, omdat de zwaartekracht dan overal gelijk was geweest zodat deeltjes niet op bepaalde plekken zouden gaan ophopen. De fluctuaties vormen de oerkernen voor de structuren die we nu in het heelal zien.”
Omdat de quantumfluctuaties de wetten van de natuurkunde volgen, vormen ze een manier om snaartheorieën te testen. “Er bestaan verschillende versies van de theorie, die verschillende voorspellingen doen voor de ontwikkeling van die fluctuaties.” Met behulp van nauwkeurige waarnemingen van de kosmische achtergrondstraling zijn die voorspellingen te testen.
Ruimtetelescoop Planck wordt nog één keer schoongemaakt voor de lancering in 2009.
ESA
Roest en zijn collega’s wachten daarom met spanning op de resultaten van de Planck-ruimtetelescoop, die de achtergrondstraling met ongekende precisie heeft gemeten. “De temperatuurverschillen die Planck heeft gemeten zijn inmiddels al gepubliceerd. Maar komend jaar volgt informatie over de polarisatie.” Fotonen zijn gepolariseerd, een term die beschrijft hoe de richting van de trilling van lichtgolven zich verhoudt tot de voortplantingsrichting van de golf.
“Wanneer de polarisatie niet geordend is zou dat een tegenvallend resultaat zijn. Maar als de polarisatie patronen vormt in de achtergrondstraling, kan dat wijzen op invloed van quantumzwaartekracht.” En dit zou betekenen dat zwaartekracht toch te beschrijven is met de quantummechanica, iets waar theoretisch natuurkundigen tot nu toe niet in geslaagd zijn. “Drie van de vier fundamentele natuurkrachten zijn quantummechanisch, alleen voor de zwaartekracht onttrekt zich nog aan zo’n beschrijving.”
Theorie van Alles
Zo’n resultaat zou de opmaat kunnen zijn voor een Theorie van Alles, waarin één enkele quantumtheorie alle bekende natuurkrachten beschrijft. Dat is de heilige graal van de natuurkunde. Maar waarom is dat eigenlijk zo interessant?
Roest lacht even. “Er zit voor zover we weten geen enkel praktisch nut aan zo’n theorie. Maar voor mij is de motivatie om die te zoeken dat het geweldig is om te begrijpen hoe dingen werken. Het brengt ons dichter bij een antwoord op de fundamentele vragen die mensen zich al eeuwen stellen: hoe zit ons universum nu precies in elkaar?” Wat Roest, die natuurkunde studeerde aan de RUG, daarnaast nog boeiend vindt is dat zijn werk zowel wiskunde, natuurkunde als sterrenkunde combineert.
Misschien kent een Theorie van Alles niet direct een praktisch nut, maar het kan ons een hoop leren over hoe het universum precies in elkaar zit.
NASA/ESA/G. Illingworth, D. Magee en P. Oesch van University of California, Santa Cruz/R. Bouwens van Universiteit Leiden/HUDF09-Team
Hoe legt hij deze complexe, soms bijna esoterische concepten uit aan scholieren? “Ik geef geen lange lezing, maar begin met het stellen van vragen, zodat ze zelf gaan nadenken. Hoe groot is het heelal? Wat betekent het antwoord op die vraag, zit er een grens aan het universum? Wanneer scholieren onderling gaan discussiëren over dit soort vragen groeit al snel de nieuwsgierigheid naar de antwoorden die ik kan geven.”
Voor Roest is het een belangrijk onderdeel van zijn taak als wetenschapper om mensen mee te nemen op een ontdekkingstocht langs de rafelranden van wat we weten. De komende vijf jaar zal hij ruimschoots de gelegenheid krijgen om dat te doen.
(Kennislink)
Het universum als meetinstrument
Wat doe je wanneer zelfs de grootste deeltjesversneller ter wereld te klein is voor je experimenten? Dan kijk je gewoon naar de oerknal, de grootste explosie ooit. Dat is wat theoretisch natuurkundige Diederik Roest van de Rijksuniversiteit Groningen doet, in zijn zoektocht naar een theorie die verklaart hoe ons universum werkt.
Zware kost? Roest legt deze lastige materie graag op middelbare scholen uit. En op 35-jarige leeftijd is hij bovendien verkozen tot lid van De Jonge Akademie (DJA), een select gezelschap van 50 jonge wetenschappers die in Nederland actief zijn. Het is een hele eer om lid te mogen worden van De Jonge Akademie. “Eerst moet je een nominatie krijgen, daarna schrijf je zelf een brief waarin je toelicht waarom je erbij wilt en dan volgt er nog een gesprek”, vat Roest de procedure samen. In maart zal hij als lid worden geïnstalleerd, voor een periode van vijf jaar.
Diederik_roest
Science Linx
“Ik heb al meegedaan met een programma waarin DJA leden scholen bezoeken, DJA on wheels. Scholen bezoeken deed ik sowieso al maar dit was erg leuk.” Waar hij zelf doorgaans in havo en vwo klassen komt, ging Roest met DJA ook naar een vmbo. “En ook dat was een succes.”
Wetenschap naar het grote publiek brengen is een van de aandachtspunten voor Roest bij DJA. “Het andere is wetenschapsbeleid. De laatste jaren heeft de wetenschap nogal wat klappen gekregen, door bezuinigingen maar ook doordat het gezag is aangetast. Te vaak is wetenschap als ‘ook maar een mening’ weggezet.” Het populariseren en verdedigen van wetenschap is dus zijn missie. “Ja, maar ik moet bekennen dat ik nog geen uitgewerkt programma daarvoor heb.”
Het lidmaatschap van DJA zal hem naar verwachting een halve dag per week kosten, plus wat avonden. Dus heeft hij minder tijd voor eigen onderzoek. “Ja, dat zou me wel een publicatie per jaar kunnen kosten. Maar daar staat tegenover dat het een fantastische ervaring zal zijn om deel uit te maken van een club van jonge honden die allemaal op hetzelfde punt in hun carrière staan”, zegt Roest. “Ik verwacht dat we veel van elkaar kunnen opsteken, bijvoorbeeld over hoe je een eigen groep runt.”
Superkleine snaartjes
Roest begon aan het bouwen van zijn eigen String Cosmology groep in 2008, toen hij een VIDI-onderzoeksbeurs binnenhaalde. “Die is nu zo’n beetje op, maar de groep draait prima.” Zijn onderzoeksterrein is de hoge-energiefysica. “We werken aan de snaartheorie, die fundamentele deeltjes beschrijft als superkleine snaartjes. De trilling daarvan bepaalt de eigenschap van de deeltjes.”
De snaartheorie, die al ruim veertig jaar bestaat, beschrijft materie op een ultra-kleine schaal. “Dit betekent dat je heel hoge energieën nodig hebt om die schalen te bestuderen. Zo hoog dat je ze hier op aarde nooit kunt bereiken.” Daarom wordt wel gezegd dat de voorspellingen die uit de snaartheorie volgen niet te testen zijn. “Maar dat is niet juist.” Elders in het universum vinden wel degelijk processen plaats met de energie die nodig is om de snaartheorie te testen. De moeder van alle hoogenergetische processen is natuurlijk de oerknal.
De snaartheorie stelt dat er een groot aantal dimensies zijn waarvan we er slechts enkele kunnen waarnemen.
Wikimedia Commons
Allereerste licht
“Er zijn twee belangrijke momenten waarop we processen in het universum kunnen meten”, legt Roest uit. “Het eerste moment is het heden. De bestudering van het heden heeft ons veel geleerd over de manier waarop het universum werkt. We kunnen nu prima verklaren hoe gewone materie zich gedraagt, maar die omvat slechts vier procent van de energie-inhoud van het heelal.” Het tweede belangrijke meetpunt ligt op 300.000 jaar na de oerknal, toen het eerste licht verscheen in het gloeiend hete plasma.
“Dat licht noemen we de kosmische achtergrondstraling, een uniforme straling waarin het hele heelal baadt.” Deze straling heeft een temperatuur van 2,7 Kelvin (ongeveer minus 271 graden Celsius). “En ze is waar we ook heen kijken zo goed als gelijk.” Waarom dat zo is was lang een vraag voor kosmologen. Het antwoord bleek te liggen in een proces dat inflatie heet.
Een kaart van de kosmische achtergrondstraling gemeten door de Planck-satelliet. De kaart laat iets warmere gebieden (in rood) zien tussen gebieden waar de temperatuur lager is (blauw). Het wordt ook wel de babyfoto van het universum genoemd omdat deze straling werd uitgezonden op het moment dat het heelal doorzichtig werd, ongeveer 380.000 jaar na de oerknal.
ESA
“We denken nu dat in de eerste seconde na de oerknal het heelal extreem snel uitzette. Dat verklaart waarom de achtergrondstraling zo gelijkmatig is.” Extreem gelijkmatig, maar niet honderd procent: metingen door satellieten laten zien dat er een minuscule variatie van enkele tientallen miljoensten van een graad. “We zien dus enige variatie in het vijfde cijfer achter de komma.”
Deze kleine verschillen zijn ontstaan door zogenaamde quantumfluctuaties die plaatsvonden tijdens de inflatie. “Zonder die fluctuaties zouden er geen sterren zijn ontstaan, omdat de zwaartekracht dan overal gelijk was geweest zodat deeltjes niet op bepaalde plekken zouden gaan ophopen. De fluctuaties vormen de oerkernen voor de structuren die we nu in het heelal zien.”
Omdat de quantumfluctuaties de wetten van de natuurkunde volgen, vormen ze een manier om snaartheorieën te testen. “Er bestaan verschillende versies van de theorie, die verschillende voorspellingen doen voor de ontwikkeling van die fluctuaties.” Met behulp van nauwkeurige waarnemingen van de kosmische achtergrondstraling zijn die voorspellingen te testen.
Ruimtetelescoop Planck wordt nog één keer schoongemaakt voor de lancering in 2009.
ESA
Roest en zijn collega’s wachten daarom met spanning op de resultaten van de Planck-ruimtetelescoop, die de achtergrondstraling met ongekende precisie heeft gemeten. “De temperatuurverschillen die Planck heeft gemeten zijn inmiddels al gepubliceerd. Maar komend jaar volgt informatie over de polarisatie.” Fotonen zijn gepolariseerd, een term die beschrijft hoe de richting van de trilling van lichtgolven zich verhoudt tot de voortplantingsrichting van de golf.
“Wanneer de polarisatie niet geordend is zou dat een tegenvallend resultaat zijn. Maar als de polarisatie patronen vormt in de achtergrondstraling, kan dat wijzen op invloed van quantumzwaartekracht.” En dit zou betekenen dat zwaartekracht toch te beschrijven is met de quantummechanica, iets waar theoretisch natuurkundigen tot nu toe niet in geslaagd zijn. “Drie van de vier fundamentele natuurkrachten zijn quantummechanisch, alleen voor de zwaartekracht onttrekt zich nog aan zo’n beschrijving.”
Theorie van Alles
Zo’n resultaat zou de opmaat kunnen zijn voor een Theorie van Alles, waarin één enkele quantumtheorie alle bekende natuurkrachten beschrijft. Dat is de heilige graal van de natuurkunde. Maar waarom is dat eigenlijk zo interessant?
Roest lacht even. “Er zit voor zover we weten geen enkel praktisch nut aan zo’n theorie. Maar voor mij is de motivatie om die te zoeken dat het geweldig is om te begrijpen hoe dingen werken. Het brengt ons dichter bij een antwoord op de fundamentele vragen die mensen zich al eeuwen stellen: hoe zit ons universum nu precies in elkaar?” Wat Roest, die natuurkunde studeerde aan de RUG, daarnaast nog boeiend vindt is dat zijn werk zowel wiskunde, natuurkunde als sterrenkunde combineert.
Misschien kent een Theorie van Alles niet direct een praktisch nut, maar het kan ons een hoop leren over hoe het universum precies in elkaar zit.
NASA/ESA/G. Illingworth, D. Magee en P. Oesch van University of California, Santa Cruz/R. Bouwens van Universiteit Leiden/HUDF09-Team
Hoe legt hij deze complexe, soms bijna esoterische concepten uit aan scholieren? “Ik geef geen lange lezing, maar begin met het stellen van vragen, zodat ze zelf gaan nadenken. Hoe groot is het heelal? Wat betekent het antwoord op die vraag, zit er een grens aan het universum? Wanneer scholieren onderling gaan discussiëren over dit soort vragen groeit al snel de nieuwsgierigheid naar de antwoorden die ik kan geven.”
Voor Roest is het een belangrijk onderdeel van zijn taak als wetenschapper om mensen mee te nemen op een ontdekkingstocht langs de rafelranden van wat we weten. De komende vijf jaar zal hij ruimschoots de gelegenheid krijgen om dat te doen.
(Kennislink)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
04-12-2013
Eerste neutrino’s uit ‘diepe kosmos’ gemeten
Voor het eerst denken wetenschappers dat ze neutrino’s hebben gezien die afkomstig zijn van buiten ons zonnestelsel. Tussen mei 2010 en mei 2012 detecteerde het IceCube Neutrino-observatorium 28 neutrino’s met zo’n hoge energieën dat het onwaarschijnlijk is dat ze van de zon of uit onze atmosfeer afkomstig zijn.
door Roel van der Heijden
Neutrino-detectie
Een artistieke weergave van een neutrino-detectiespoor in de IceCube-detector.
De wetenschappers achter het reusachtige IceCube Neutrino-observatorium op Antarctica maakten afgelopen februari al bekend dat ze twee neutrino’s (liefkozend Bert en Ernie genaamd) op het spoor waren met wel heel erg hoge energieën.
Nu weten ze het zeker: de afgelopen jaren raakten 28 van deze extreem moeilijk te vatten deeltjes het ijs van het continent met zoveel energie dat de wetenschappers denken dat ze alleen afkomstig kunnen zijn uit gewelddadige gebeurtenissen in de buurt van zwarte gaten, pulsars of supernova’s. De onderzoekers publiceerden hun resultaten eind vorige maand in het wetenschappelijke tijdschrift Science.
Het detecteren van neutrino’s heeft nogal wat voeten in de aarde. De deeltjes hebben nauwelijks massa, geen lading en bewegen met bijna de lichtsnelheid door het universum. Daarbij reageren ze vrijwel nooit met de overige materie die ze tegen komen en dat maakt ze erg lastig te ‘vangen’. Slechts gigantische observatoria bestaande uit duizenden detectors kunnen af en toe een spoor van geladen deeltjes waarnemen dat ontstaat wanneer een neutrino de kern van een atoom precies goed raakt. Die geladen deeltjes, onder andere elektronen en muonen, worden zichtbaar door een lichtgloed die ze afgeven als gevolg van hun hoge snelheid. En precies dat is wat IceCube kan waarnemen in het ijs van Antarctica.
NSF/S. Lindstrom
De kilometersdikke, min of meer doorzichtige ijslaag op Antarctica vormt de perfecte plek voor een neutrino-detector. IceCube bestaat uit 86 ‘lijnen’ die verticaal door het ijs lopen en waaraan per lijn 60 lichtdetectoren hangen. De in totaal 5160 detectoren vormen op een diepte van tussen de 1,5 en 2,5 kilometer een detector van ongeveer een vierkante kilometer. In 2005 werd er begonnen met de bouw. In 2010 werd hij opgeleverd.
Eerdere metingen
Hoewel er in 1987 al een aantal neutrino’s werden gemeten die hoogstwaarschijnlijk afkomstig waren van een supernova-explosie in de Grote Magelhaense Wolk, spreken de betrokken wetenschappers toch van een unieke ontdekking. ‘De neutrino’s die toen werden waargenomen hadden een energie van slechts een miljoenste van wat we nu hebben waargenomen’, laten ze in een persbericht weten.
Momenteel werken de wetenschappers aan het verbeteren van de precisie van de metingen. Ook proberen ze te achterhalen wat de bronnen van de neutrino’s zouden kunnen zijn. De neutrino’s stellen onderzoekers theoretisch in staat objecten in het universum te onderzoeken die anders niet zichtbaar zijn, gezien het feit dat neutrino’s geen last hebben van stofwolken en zelfs dwars door planeten en sterren heen bewegen.
In 2011 waren neutrino’s plotseling wereldnieuws. Onderzoekers van het Europese deeltjeslaboratorium CERN in Genève en het Gran Sasso laboratorium in Italië ontdekten dat neutrino’s die tussen de twee locaties heen en weer werden gezonden 60 nanoseconden te snel aankwamen. Ze zouden daarmee sneller dan het licht gaan en de beroemde snelheidslimiet van Albert Einstein overtreden. Maandenlang werd er tevergeefs gezocht naar een oorzaak. Uiteindelijk bleek een defecte kabel de oorzaak te zijn en de relativiteitstheorie hoefde niet op de schop.
Bron
Aartsen M.G. et al., Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector, Science (22 november 2013), DOI:10.1126/science.1242856
(Kennislink)
Eerste neutrino’s uit ‘diepe kosmos’ gemeten
Voor het eerst denken wetenschappers dat ze neutrino’s hebben gezien die afkomstig zijn van buiten ons zonnestelsel. Tussen mei 2010 en mei 2012 detecteerde het IceCube Neutrino-observatorium 28 neutrino’s met zo’n hoge energieën dat het onwaarschijnlijk is dat ze van de zon of uit onze atmosfeer afkomstig zijn.
door Roel van der Heijden
Neutrino-detectie
Een artistieke weergave van een neutrino-detectiespoor in de IceCube-detector.
De wetenschappers achter het reusachtige IceCube Neutrino-observatorium op Antarctica maakten afgelopen februari al bekend dat ze twee neutrino’s (liefkozend Bert en Ernie genaamd) op het spoor waren met wel heel erg hoge energieën.
Nu weten ze het zeker: de afgelopen jaren raakten 28 van deze extreem moeilijk te vatten deeltjes het ijs van het continent met zoveel energie dat de wetenschappers denken dat ze alleen afkomstig kunnen zijn uit gewelddadige gebeurtenissen in de buurt van zwarte gaten, pulsars of supernova’s. De onderzoekers publiceerden hun resultaten eind vorige maand in het wetenschappelijke tijdschrift Science.
Het detecteren van neutrino’s heeft nogal wat voeten in de aarde. De deeltjes hebben nauwelijks massa, geen lading en bewegen met bijna de lichtsnelheid door het universum. Daarbij reageren ze vrijwel nooit met de overige materie die ze tegen komen en dat maakt ze erg lastig te ‘vangen’. Slechts gigantische observatoria bestaande uit duizenden detectors kunnen af en toe een spoor van geladen deeltjes waarnemen dat ontstaat wanneer een neutrino de kern van een atoom precies goed raakt. Die geladen deeltjes, onder andere elektronen en muonen, worden zichtbaar door een lichtgloed die ze afgeven als gevolg van hun hoge snelheid. En precies dat is wat IceCube kan waarnemen in het ijs van Antarctica.
NSF/S. Lindstrom
De kilometersdikke, min of meer doorzichtige ijslaag op Antarctica vormt de perfecte plek voor een neutrino-detector. IceCube bestaat uit 86 ‘lijnen’ die verticaal door het ijs lopen en waaraan per lijn 60 lichtdetectoren hangen. De in totaal 5160 detectoren vormen op een diepte van tussen de 1,5 en 2,5 kilometer een detector van ongeveer een vierkante kilometer. In 2005 werd er begonnen met de bouw. In 2010 werd hij opgeleverd.
Eerdere metingen
Hoewel er in 1987 al een aantal neutrino’s werden gemeten die hoogstwaarschijnlijk afkomstig waren van een supernova-explosie in de Grote Magelhaense Wolk, spreken de betrokken wetenschappers toch van een unieke ontdekking. ‘De neutrino’s die toen werden waargenomen hadden een energie van slechts een miljoenste van wat we nu hebben waargenomen’, laten ze in een persbericht weten.
Momenteel werken de wetenschappers aan het verbeteren van de precisie van de metingen. Ook proberen ze te achterhalen wat de bronnen van de neutrino’s zouden kunnen zijn. De neutrino’s stellen onderzoekers theoretisch in staat objecten in het universum te onderzoeken die anders niet zichtbaar zijn, gezien het feit dat neutrino’s geen last hebben van stofwolken en zelfs dwars door planeten en sterren heen bewegen.
In 2011 waren neutrino’s plotseling wereldnieuws. Onderzoekers van het Europese deeltjeslaboratorium CERN in Genève en het Gran Sasso laboratorium in Italië ontdekten dat neutrino’s die tussen de twee locaties heen en weer werden gezonden 60 nanoseconden te snel aankwamen. Ze zouden daarmee sneller dan het licht gaan en de beroemde snelheidslimiet van Albert Einstein overtreden. Maandenlang werd er tevergeefs gezocht naar een oorzaak. Uiteindelijk bleek een defecte kabel de oorzaak te zijn en de relativiteitstheorie hoefde niet op de schop.
Bron
Aartsen M.G. et al., Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector, Science (22 november 2013), DOI:10.1126/science.1242856
(Kennislink)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
04-12-2013
De vijf mysteries van de cel
Jongleren met evenwicht
De machinerie van de biologische cel is tot in detail bekend. Tenminste, als we kijken naar de kennis die een paar eeuwen celonderzoek heeft opgeleverd. Op het allerkleinste niveau is de cel echter een mysterieus terra incognita. Kennislink neemt de cel in vijf artikelen onder de loep. Deze week: jongleren met evenwicht.
door Roel van der Heijden
Complete bibliotheken zijn vol geschreven over de boeiendste machinekamer ter wereld: de cel. Van wand tot kern is de cel grotendeels in kaart gebracht. Alleen de kleinste schakels wachten nog op ontdekking, maar dat is slechts een kwestie van tijd. Althans, zo lijkt het als je afgaat op de enorme stroom aan ontdekkingen die celbiologen letterlijk dagelijks bekendmaken.
Toch zijn enkele fundamentele eigenschappen van de cel nog nauwelijks bekend, terwijl die wel het gedrag van de cel in hoge mate bepalen. Cellen zijn zo complex en eigenzinnig dat het nagenoeg ondoenlijk is ze natuurgetrouw te onderzoeken.
Een impressie van slechts enkele processen in de cel.
De ontelbare regelnetwerken die dwars door elkaar lopen, concentraties enzymen waar de industrie een puntje aan kan zuigen, de willekeur van chemische reacties. Stuk voor stuk zijn het gebieden waar wetenschappers hun hoofden dagelijks over breken. Veelal technologische beperkingen zorgen ervoor dat de werking van de biologische cel voorlopig nog een aantal mysteries huisvest. Kennislink duikt in vijf aspecten van de cel waar wetenschappers nog wel even zoet mee zijn.
1. Jongleren met evenwicht
Biologie was eeuwenlang het domein van fysiologen, ecologen en artsen. We zijn er inmiddels achter dat op het kleinste niveau van een biologische cel niets anders gebeurt dan chemische reacties. Dus zou het ook logisch zijn om die reacties op een chemische manier te bestuderen. Maar als we onze chemische theorieën op de biologische cel proberen toe te passen levert dat aanzienlijke problemen op.
De reacties zijn namelijk fundamenteel anders dan de reacties die normaal gesproken in een chemisch lab worden bestudeerd. Chemici houden van reacties die ofwel tot een product leiden, ofwel naar een chemisch evenwicht toe lopen. In het eerste geval gooi je simpel gezegd stoffen A en B bij elkaar en wacht totdat deze in product C zijn omgezet. In het tweede geval, de evenwichtssituatie, worden er uit product C ook weer de stoffen A en B gevormd. Chemici spreken dan van een chemisch evenwicht, waarbij de stofconcentratie van A, B en C uiteindelijk gelijk blijven.
Een biologische cel houd geen vijf ballen in de lucht, maar duizenden.
Steady state
“Maar wat gebeurt er nou in de cel?” zegt Wilhelm Huck, hoogleraar Fysisch Organische Chemie van de Radboud Universiteit in Nijmegen. “Totaal iets anders.” De chemie van de cel doet namelijk geen van beiden. Er is geen eindproduct maar evenmin een evenwichtstoestand. Immers, als we niet eten gaan we dood; er moet constant energie worden aangevoerd voor de processen in een cel.
Huck vergelijkt de cel daarom graag met een jongleur die wel duizenden ballen tegelijk in de lucht houdt. Stopt hij daar geen energie meer in dan stort het systeem in en eindigen de ballen in hun ‘evenwichtstoestand’ op de grond.
De celinhoud, met bijvoorbeeld de duizenden eiwitten, is wel altijd op zoek naar een evenwicht, maar zal dat chemisch gezien nooit bereiken. En die toestand waarin alle reacties elkaar in evenwicht proberen te krijgen maar wat ze niet lukt wordt steady state genoemd. ‘En deze niet-evenwicht, dynamische situatie van de cel is precies de kern van het probleem voor wetenschappers, omdat er geen goede methoden zijn om zulke systemen te bestuderen,’ sprak Huck in zijn oratie voor de Radboud Universiteit in 2011. Als voorbeeld daarvoor haalde Huck een onderzoek aan wat hij deed aan actine-netwerken in de cel.
Eén molecuul, meerdere evenwichten
Actine is een eiwit dat in een vrij grote concentratie in het cytoplasma van de cel zit, en dat lange, stabiele ketens kan vormen die de cel stevigheid geven. Huck liet cellen in meer of mindere mate die actinenetwerken opbouwen, door ze op verschillende ondergronden te laten groeien.
Als actine echter wordt gebruikt in het ene evenwicht (het opbouwen van de netwerken) kunnen diezelfde actine-bouwstenen niet meer gebruikt worden in andere evenwichten. Dit betekent dat het ene evenwicht onder invloed van het andere evenwicht verschuift. Huck zag dat het veranderen van het tweede evenwicht een nieuwe reactieketen veroorzaakte: er gingen meer signaaleiwitten naar de celkern om daar specifieke genen te activeren. En zoiets gebeurt vaak. Je kunt er dan ook bijna zeker van zijn dat een bepaald (signaal)molecuul in verschillende evenwichten is betrokken.
Je kunt er donder op zeggen dat bepaalde moleculen in een cel in verschillende ‘reactie-paden’ betrokken zijn. Het totaal vormt een ingewikkelde puzzel voor wetenschappers.
Elledge Lab/Harvard Medical School
“Kijk je nu naar de concentratie van het vrije actine, dan kijk je dus eigenlijk naar een aantal verschillende processen en dat maakt het onderzoek ingewikkeld”, zegt Huck. Want de wetenschapper wil in zijn proefopstelling eigen alles constant houden, behalve de variabele die hij onderzoekt. De aard van de cel maakt dat nu net onmogelijk. We kunnen voor dit probleem ook naar computer grijpen. In feite kun je alle netwerken doorrekenen. “Daar zijn al mensen mee bezig, maar dat staat nog in de kinderschoenen,” zegt Huck.
Dit artikel is een bewerking van een eerder artikel dat in NWT Magazine is verschenen.
(Kennislink)
De vijf mysteries van de cel
Jongleren met evenwicht
De machinerie van de biologische cel is tot in detail bekend. Tenminste, als we kijken naar de kennis die een paar eeuwen celonderzoek heeft opgeleverd. Op het allerkleinste niveau is de cel echter een mysterieus terra incognita. Kennislink neemt de cel in vijf artikelen onder de loep. Deze week: jongleren met evenwicht.
door Roel van der Heijden
Complete bibliotheken zijn vol geschreven over de boeiendste machinekamer ter wereld: de cel. Van wand tot kern is de cel grotendeels in kaart gebracht. Alleen de kleinste schakels wachten nog op ontdekking, maar dat is slechts een kwestie van tijd. Althans, zo lijkt het als je afgaat op de enorme stroom aan ontdekkingen die celbiologen letterlijk dagelijks bekendmaken.
Toch zijn enkele fundamentele eigenschappen van de cel nog nauwelijks bekend, terwijl die wel het gedrag van de cel in hoge mate bepalen. Cellen zijn zo complex en eigenzinnig dat het nagenoeg ondoenlijk is ze natuurgetrouw te onderzoeken.
Een impressie van slechts enkele processen in de cel.
De ontelbare regelnetwerken die dwars door elkaar lopen, concentraties enzymen waar de industrie een puntje aan kan zuigen, de willekeur van chemische reacties. Stuk voor stuk zijn het gebieden waar wetenschappers hun hoofden dagelijks over breken. Veelal technologische beperkingen zorgen ervoor dat de werking van de biologische cel voorlopig nog een aantal mysteries huisvest. Kennislink duikt in vijf aspecten van de cel waar wetenschappers nog wel even zoet mee zijn.
1. Jongleren met evenwicht
Biologie was eeuwenlang het domein van fysiologen, ecologen en artsen. We zijn er inmiddels achter dat op het kleinste niveau van een biologische cel niets anders gebeurt dan chemische reacties. Dus zou het ook logisch zijn om die reacties op een chemische manier te bestuderen. Maar als we onze chemische theorieën op de biologische cel proberen toe te passen levert dat aanzienlijke problemen op.
De reacties zijn namelijk fundamenteel anders dan de reacties die normaal gesproken in een chemisch lab worden bestudeerd. Chemici houden van reacties die ofwel tot een product leiden, ofwel naar een chemisch evenwicht toe lopen. In het eerste geval gooi je simpel gezegd stoffen A en B bij elkaar en wacht totdat deze in product C zijn omgezet. In het tweede geval, de evenwichtssituatie, worden er uit product C ook weer de stoffen A en B gevormd. Chemici spreken dan van een chemisch evenwicht, waarbij de stofconcentratie van A, B en C uiteindelijk gelijk blijven.
Een biologische cel houd geen vijf ballen in de lucht, maar duizenden.
Steady state
“Maar wat gebeurt er nou in de cel?” zegt Wilhelm Huck, hoogleraar Fysisch Organische Chemie van de Radboud Universiteit in Nijmegen. “Totaal iets anders.” De chemie van de cel doet namelijk geen van beiden. Er is geen eindproduct maar evenmin een evenwichtstoestand. Immers, als we niet eten gaan we dood; er moet constant energie worden aangevoerd voor de processen in een cel.
Huck vergelijkt de cel daarom graag met een jongleur die wel duizenden ballen tegelijk in de lucht houdt. Stopt hij daar geen energie meer in dan stort het systeem in en eindigen de ballen in hun ‘evenwichtstoestand’ op de grond.
De celinhoud, met bijvoorbeeld de duizenden eiwitten, is wel altijd op zoek naar een evenwicht, maar zal dat chemisch gezien nooit bereiken. En die toestand waarin alle reacties elkaar in evenwicht proberen te krijgen maar wat ze niet lukt wordt steady state genoemd. ‘En deze niet-evenwicht, dynamische situatie van de cel is precies de kern van het probleem voor wetenschappers, omdat er geen goede methoden zijn om zulke systemen te bestuderen,’ sprak Huck in zijn oratie voor de Radboud Universiteit in 2011. Als voorbeeld daarvoor haalde Huck een onderzoek aan wat hij deed aan actine-netwerken in de cel.
Eén molecuul, meerdere evenwichten
Actine is een eiwit dat in een vrij grote concentratie in het cytoplasma van de cel zit, en dat lange, stabiele ketens kan vormen die de cel stevigheid geven. Huck liet cellen in meer of mindere mate die actinenetwerken opbouwen, door ze op verschillende ondergronden te laten groeien.
Als actine echter wordt gebruikt in het ene evenwicht (het opbouwen van de netwerken) kunnen diezelfde actine-bouwstenen niet meer gebruikt worden in andere evenwichten. Dit betekent dat het ene evenwicht onder invloed van het andere evenwicht verschuift. Huck zag dat het veranderen van het tweede evenwicht een nieuwe reactieketen veroorzaakte: er gingen meer signaaleiwitten naar de celkern om daar specifieke genen te activeren. En zoiets gebeurt vaak. Je kunt er dan ook bijna zeker van zijn dat een bepaald (signaal)molecuul in verschillende evenwichten is betrokken.
Je kunt er donder op zeggen dat bepaalde moleculen in een cel in verschillende ‘reactie-paden’ betrokken zijn. Het totaal vormt een ingewikkelde puzzel voor wetenschappers.
Elledge Lab/Harvard Medical School
“Kijk je nu naar de concentratie van het vrije actine, dan kijk je dus eigenlijk naar een aantal verschillende processen en dat maakt het onderzoek ingewikkeld”, zegt Huck. Want de wetenschapper wil in zijn proefopstelling eigen alles constant houden, behalve de variabele die hij onderzoekt. De aard van de cel maakt dat nu net onmogelijk. We kunnen voor dit probleem ook naar computer grijpen. In feite kun je alle netwerken doorrekenen. “Daar zijn al mensen mee bezig, maar dat staat nog in de kinderschoenen,” zegt Huck.
Dit artikel is een bewerking van een eerder artikel dat in NWT Magazine is verschenen.
(Kennislink)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
quote:Britse wiskundige Alan Turing krijgt postuum gratie
Koningin Elizabeth heeft de beroemde Britse wiskundige Alan Turing postuum gratie verleend. Turing werd in de jaren ’50 veroordeeld voor homoseksualiteit. Die veroordeling is nu dus eindelijk ongedaan gemaakt.
Turing heeft door de jaren heen veel voor de wetenschap betekent, schrijft persbureau AP, maar wellicht het bekendst is hij als codekraker. Hij was de man achter het kraken van de Enigmacode, de code die door de nazi’s werd gebruikt bij hun militaire communicatie. Hierdoor konden de geallieerden de nazi’s te slim af zijn.
Vóór het internet dacht men dat de oorzaak van domheid een gebrek aan toegang tot informatie was. Inmiddels weten we beter.
quote:Tablets a hit with kids, but experts worry
NEW YORK (AP) -- Tablet computers are so easy to use that even a 3-year-old can master them.
And that has some pediatricians and other health experts worried.
Since navigating a tablet generally doesn't require the ability to type or read, children as young as toddlers can quickly learn how to stream movies, scroll through family photos or play simple games.
That ease-of-use makes tablets -and smartphones- popular with busy parents who use them to pacify their kids during car rides, restaurant outings or while they're at home trying to get dinner on the table. And many feel a little less guilty about it if they think there's educational value to the apps and games their children use.
But some experts note there's no evidence that screen time - whether from a TV or tablet - provides any educational or developmental benefits for babies and toddlers. Yet it takes away from activities that do promote brain development, such as non-electronic toys and adult interaction.
They also say that too much screen time has been linked to behavior problems and delayed social development in older children.
Vóór het internet dacht men dat de oorzaak van domheid een gebrek aan toegang tot informatie was. Inmiddels weten we beter.
Mosterd 70 jaar na de maaltijd. Dat ze daar nu pas mee komen.quote:
Niet meer aanwezig in dit forum.
Idd..quote:Op vrijdag 27 december 2013 14:06 schreef Molurus het volgende:
[..]
Mosterd 70 jaar na de maaltijd. Dat ze daar nu pas mee komen.
In NWS / Alan Turing krijgt postuum gratie wordt de hypocrisie van de gratieverlening ook besproken.
Vóór het internet dacht men dat de oorzaak van domheid een gebrek aan toegang tot informatie was. Inmiddels weten we beter.
quote:Take LSD, stay out of prison? Large study links psychedelic use to reduced recidivism
A study of more than 25,000 people under community corrections supervision suggests the use of psychedelic drugs like LSD can keep people out of prison.
The research is the first in 40 years to examine whether drugs like LSD and “magic” mushrooms can help reform criminals.
“Our results provide a notable exception to the robust positive link between substance use and criminal behavior,” the researchers from the University of Alabama at Birmingham and Johns Hopkins University School of Medicine wrote in their study, which was published in the January issue of the Journal of Psychopharmacology.
Vóór het internet dacht men dat de oorzaak van domheid een gebrek aan toegang tot informatie was. Inmiddels weten we beter.
En: Wetenschappers doen oproep tot muggen vangen
(alleen als je er geen gewetensbezwaren tegen hebt
)
(alleen als je er geen gewetensbezwaren tegen hebt
)
Vóór het internet dacht men dat de oorzaak van domheid een gebrek aan toegang tot informatie was. Inmiddels weten we beter.
Dus ook als je geen muggen hebt gezien, moet je dat melden? Dan zullen ze het nog wel druk krijgen!quote:Op vrijdag 10 januari 2014 16:26 schreef Perrin het volgende:
En: Wetenschappers doen oproep tot muggen vangen
(alleen als je er geen gewetensbezwaren tegen hebt
Of is dit meer iets voor taalfouten?
Onderschat nooit de kracht van domme mensen in grote groepen!
Der Irrsinn ist bei Einzelnen etwas Seltenes - aber bei Gruppen, Parteien, Völkern, Zeiten die Regel. (Friedrich Nietzsche)
Der Irrsinn ist bei Einzelnen etwas Seltenes - aber bei Gruppen, Parteien, Völkern, Zeiten die Regel. (Friedrich Nietzsche)
14-01-2014
Plastic cel met werkend organel
Onderzoekers laten vierstapscascadereactie plaatsvinden in kunstmatige cel
Het is gelukt een kunstmatige cel te maken met daarin kunstorganellen die de gecompartimentaliseerde werking van een cel nabootsen. Dit is een van de belangrijkste functies van een cel. De bevindingen zijn in Angewandte Chemie gepubliceerd door onderzoekers van de Radboud Universiteit.
Een kunstmatige cel
In cellen vinden allerlei complexe reacties tegelijkertijd plaats op een klein oppervlak. De compartimenten – organellen – zorgen ervoor dat dit probleemloos kan gebeuren. Zo kunnen er bijvoorbeeld stoffen uit elkaars buurt worden gehouden die anders met elkaar zouden reageren. Zo vindt bijvoorbeeld de citroenzuurcyclus plaats in meerdere organellen, waaronder het ribosoom. In dit geval is sprake van een cascadereactie: een reactie zorgt ervoor dat een volgende weer mogelijk is en dit gaat zo verder.
Onderzoekers proberen dit al tijden na te bootsen om bijvoorbeeld meer te weten te komen hoe het leven ooit is overgegaan van chemie naar biologie. Al eerder is het gelukt om gecompartimentaliseerde reacties te laten plaatsvinden in microreactoren, maar meestal was er dan sprake van één bepaalde enzymatische reactie tegelijk. Het lukt hooguit om twee enzymreacties over twee compartimenten te laten plaatsvinden. Dit waren slechts hele simpele reactiepaden in vergelijking met een echte cel.
Het is de Nijmeegse onderzoekers nu gelukt om een cascadereactie van vier stappen gecompartimentaliseerd te laten plaatsvinden. Via het zelfde principe zijn langere reactieroutes zelfs mogelijk. Ze maakten kleine organellen van polymeren (polymeersomen) die zij in een grotere polymeersoom brachten. De kleine polymeersomen waren gevuld met bepaalde chemicaliën. In het eerste kunstorganel werd een substraat door het enzym PAMO (een oxidator) omgezet van een keton naar een methylester. Deze ester werd in een volgende cel door een lipase (een enzym dat esters hydrolyseert) afgebroken naar een alcohol. Hierna werd deze geoxideerd tot een aldehyde . Hierna vond spontaan beta-eliminatie plaats om een fluorescente stof te produceren. Detectie van de fluorescentie bevestigde het slagen van de cascadereactie.
In een apart experiment werd duidelijk gemaakt dat reacties inderdaad steeds in een afgesloten systeem plaatsvonden. Het lipase werd vervangen door een protease. Dit is een enzym dat niet alleen esters hydrolyseert, maar ook eiwitten afbreekt. Bij hogere temperatuur wordt deze functie driftiger uitgevoerd dan de hydrolyse. Bij tests zonder kunstorganellen bleek dit ook het geval te zijn. Bij kamertemperatuur verliep de cascadereactie nog wel, maar bij 37 °C bleek deze heel snel af te lopen. Toen de reactie daarna in de polymeersomen uitgetest werd, verliep deze nog wel efficiënt.
Een kanttekening is dat de reactie na 24 uur voor pas voor 10-25% verlopen was. Niet bepaald een efficientie die we van normale cellen gewend zijn. Volgens de onderzoers van de Radboud Universiteit komt dit door de slechte afstemming van de enzymen op de reacties. Misschien kunnen ze in de toekomst meer geoptimaliseerde reacties testen? Er is ieder geval een stap gezet in de goede richting.
Maast het uitvoeren van één type cascadereacties moet een cel meer doen – zoals het repliceren van DNA, het produceren van eiwitten of zelfreplicatie. Dit zijn echter processen die al nagebootst zijn door celmimics. ‘Door deze dingen na te bootsen, leren we levende cellen beter te begrijpen. En op een dag maken we zelf iets dat daar erg veel op lijkt,’ aldus Jan van Hest, leider van de onderzoeksgroep. En misschien maken wij de eerste echt levensvatbare kunstmatige cel nog wel mee?
(c2w.nl)
Plastic cel met werkend organel
Onderzoekers laten vierstapscascadereactie plaatsvinden in kunstmatige cel
Het is gelukt een kunstmatige cel te maken met daarin kunstorganellen die de gecompartimentaliseerde werking van een cel nabootsen. Dit is een van de belangrijkste functies van een cel. De bevindingen zijn in Angewandte Chemie gepubliceerd door onderzoekers van de Radboud Universiteit.
Een kunstmatige cel
In cellen vinden allerlei complexe reacties tegelijkertijd plaats op een klein oppervlak. De compartimenten – organellen – zorgen ervoor dat dit probleemloos kan gebeuren. Zo kunnen er bijvoorbeeld stoffen uit elkaars buurt worden gehouden die anders met elkaar zouden reageren. Zo vindt bijvoorbeeld de citroenzuurcyclus plaats in meerdere organellen, waaronder het ribosoom. In dit geval is sprake van een cascadereactie: een reactie zorgt ervoor dat een volgende weer mogelijk is en dit gaat zo verder.
Onderzoekers proberen dit al tijden na te bootsen om bijvoorbeeld meer te weten te komen hoe het leven ooit is overgegaan van chemie naar biologie. Al eerder is het gelukt om gecompartimentaliseerde reacties te laten plaatsvinden in microreactoren, maar meestal was er dan sprake van één bepaalde enzymatische reactie tegelijk. Het lukt hooguit om twee enzymreacties over twee compartimenten te laten plaatsvinden. Dit waren slechts hele simpele reactiepaden in vergelijking met een echte cel.
Het is de Nijmeegse onderzoekers nu gelukt om een cascadereactie van vier stappen gecompartimentaliseerd te laten plaatsvinden. Via het zelfde principe zijn langere reactieroutes zelfs mogelijk. Ze maakten kleine organellen van polymeren (polymeersomen) die zij in een grotere polymeersoom brachten. De kleine polymeersomen waren gevuld met bepaalde chemicaliën. In het eerste kunstorganel werd een substraat door het enzym PAMO (een oxidator) omgezet van een keton naar een methylester. Deze ester werd in een volgende cel door een lipase (een enzym dat esters hydrolyseert) afgebroken naar een alcohol. Hierna werd deze geoxideerd tot een aldehyde . Hierna vond spontaan beta-eliminatie plaats om een fluorescente stof te produceren. Detectie van de fluorescentie bevestigde het slagen van de cascadereactie.
In een apart experiment werd duidelijk gemaakt dat reacties inderdaad steeds in een afgesloten systeem plaatsvonden. Het lipase werd vervangen door een protease. Dit is een enzym dat niet alleen esters hydrolyseert, maar ook eiwitten afbreekt. Bij hogere temperatuur wordt deze functie driftiger uitgevoerd dan de hydrolyse. Bij tests zonder kunstorganellen bleek dit ook het geval te zijn. Bij kamertemperatuur verliep de cascadereactie nog wel, maar bij 37 °C bleek deze heel snel af te lopen. Toen de reactie daarna in de polymeersomen uitgetest werd, verliep deze nog wel efficiënt.
Een kanttekening is dat de reactie na 24 uur voor pas voor 10-25% verlopen was. Niet bepaald een efficientie die we van normale cellen gewend zijn. Volgens de onderzoers van de Radboud Universiteit komt dit door de slechte afstemming van de enzymen op de reacties. Misschien kunnen ze in de toekomst meer geoptimaliseerde reacties testen? Er is ieder geval een stap gezet in de goede richting.
Maast het uitvoeren van één type cascadereacties moet een cel meer doen – zoals het repliceren van DNA, het produceren van eiwitten of zelfreplicatie. Dit zijn echter processen die al nagebootst zijn door celmimics. ‘Door deze dingen na te bootsen, leren we levende cellen beter te begrijpen. En op een dag maken we zelf iets dat daar erg veel op lijkt,’ aldus Jan van Hest, leider van de onderzoeksgroep. En misschien maken wij de eerste echt levensvatbare kunstmatige cel nog wel mee?
(c2w.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
14-01-2014
‘Vliegende jeep’ met succes getest
De Airmule van het Israëlische Urban Aeronautics, die met behulp van ventilatoren in de lucht blijft, heeft op 10 december haar eerste volledig autonome vlucht uitgevoerd.
De ‘vliegende jeep’ kan een kleine 500 kg aan vracht of personen vervoeren. Het toestel kan op zeer geringe hoogtes vliegen en maakt gebruik van laser- en radarhoogtemeters, voor stoffige omstandigheden. Voor de navigatie wordt gebruik gemaakt van gps, INS data en optische referenties.
Urban Aeronautics voert momenteel verdere testvluchten uit. Een tweede prototype wordt later in 2014 verwacht.
(technischweekblad.nl)
‘Vliegende jeep’ met succes getest
De Airmule van het Israëlische Urban Aeronautics, die met behulp van ventilatoren in de lucht blijft, heeft op 10 december haar eerste volledig autonome vlucht uitgevoerd.
De ‘vliegende jeep’ kan een kleine 500 kg aan vracht of personen vervoeren. Het toestel kan op zeer geringe hoogtes vliegen en maakt gebruik van laser- en radarhoogtemeters, voor stoffige omstandigheden. Voor de navigatie wordt gebruik gemaakt van gps, INS data en optische referenties.
Urban Aeronautics voert momenteel verdere testvluchten uit. Een tweede prototype wordt later in 2014 verwacht.
(technischweekblad.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
20-01-2014
Wetenschappers filmen bolbliksem voor het eerst
De felle lichtbal in bovenstaande video is geen ufo of ander buitenaards verschijnsel, maar een voorbeeld van een bolbliksem. Dergelijk natuurverschijnsel werd al dikwijls waargenomen en gemeld, maar nog nooit kon het bizarre fenoneem door onderzoekers worden gefilmd, schrijft Huffington Post.
Chinese wetenschappers registreerden de bolbliksem per toeval tijdens een onweersbui in de provincie Qinghai twee jaar geleden. Volgens New Scientist is de video de eerste wetenschappelijke opname van bolbliksem in de natuur. De bijna vijf meter brede lichtbal was slechts twee seconden zichtbaar en legde ruim vijftien meter af.
De bliksem is niet het enige wat de onderzoekers vastlegden. Met behulp van een spectograaf, een instrument dat licht in de verschillende kleuren opsplitst, ontdekten ze dat elementen uit de aardbodem ook in de bliksem zaten. Daaruit besloten ze dat de lichtbal is veroorzaakt door interactie van de bliksem met de aarde. Die theorie werd meer dan een decennium geleden al aangevoerd en nu bevestigd door de spectraalanalyse.
(HLN)
Wetenschappers filmen bolbliksem voor het eerst
De felle lichtbal in bovenstaande video is geen ufo of ander buitenaards verschijnsel, maar een voorbeeld van een bolbliksem. Dergelijk natuurverschijnsel werd al dikwijls waargenomen en gemeld, maar nog nooit kon het bizarre fenoneem door onderzoekers worden gefilmd, schrijft Huffington Post.
Chinese wetenschappers registreerden de bolbliksem per toeval tijdens een onweersbui in de provincie Qinghai twee jaar geleden. Volgens New Scientist is de video de eerste wetenschappelijke opname van bolbliksem in de natuur. De bijna vijf meter brede lichtbal was slechts twee seconden zichtbaar en legde ruim vijftien meter af.
De bliksem is niet het enige wat de onderzoekers vastlegden. Met behulp van een spectograaf, een instrument dat licht in de verschillende kleuren opsplitst, ontdekten ze dat elementen uit de aardbodem ook in de bliksem zaten. Daaruit besloten ze dat de lichtbal is veroorzaakt door interactie van de bliksem met de aarde. Die theorie werd meer dan een decennium geleden al aangevoerd en nu bevestigd door de spectraalanalyse.
(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
ESA ziet water op dwergplaneet
Wetenschappers van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA hebben waterdamp waargenomen op een dwergplaneet in ons zonnestelsel. Volgens één van de onderzoekers bewijst dit de aanwezigheid van water op miniplaneet Ceres.
Met een telescoop werd gezien dat er boven twee regio's op de kleine planeet wolken van waterdamp hangen. Er bestonden al langer vermoedens van de aanwezigheid van water op de dwergplaneet, maar het was nog niet eerder vastgelegd. De vondst van water kan betekenen dat er leven mogelijk is op Ceres, zegt de ESA.
De miniplaneet Ceres is onderdeel van de planetoïdengordel; een regio in het zonnestelsel tussen Mars en Jupiter. Ceres heeft een diameter van zo'n 1000 kilometer en werd, na de ontdekking in 1801, lange tijd beschouwd als 'echte' planeet binnen het zonnestelsel.
Ondergrondse zee
Behalve op de Aarde zijn in ons zonnestelsel maar weinig bewijzen van water gevonden. Op onze eigen maan is water aangetroffen en wetenschappers vermoeden dat één van de manen van Jupiter een ondergrondse zee herbergt. Op een maan van Saturnus stromen grote hoeveelheden water uit het oppervlak.
Op Mars stroomde zo'n 4 miljard jaar geleden veel water, maar met het geleidelijk oplossen van de atmosfeer verdwenen ook de meertjes en rivieren op de planeet.
(Bron ; http://nos.nl/artikel/600912-esa-ziet-water-op-dwergplaneet.html)
Wetenschappers van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA hebben waterdamp waargenomen op een dwergplaneet in ons zonnestelsel. Volgens één van de onderzoekers bewijst dit de aanwezigheid van water op miniplaneet Ceres.
Met een telescoop werd gezien dat er boven twee regio's op de kleine planeet wolken van waterdamp hangen. Er bestonden al langer vermoedens van de aanwezigheid van water op de dwergplaneet, maar het was nog niet eerder vastgelegd. De vondst van water kan betekenen dat er leven mogelijk is op Ceres, zegt de ESA.
De miniplaneet Ceres is onderdeel van de planetoïdengordel; een regio in het zonnestelsel tussen Mars en Jupiter. Ceres heeft een diameter van zo'n 1000 kilometer en werd, na de ontdekking in 1801, lange tijd beschouwd als 'echte' planeet binnen het zonnestelsel.
Ondergrondse zee
Behalve op de Aarde zijn in ons zonnestelsel maar weinig bewijzen van water gevonden. Op onze eigen maan is water aangetroffen en wetenschappers vermoeden dat één van de manen van Jupiter een ondergrondse zee herbergt. Op een maan van Saturnus stromen grote hoeveelheden water uit het oppervlak.
Op Mars stroomde zo'n 4 miljard jaar geleden veel water, maar met het geleidelijk oplossen van de atmosfeer verdwenen ook de meertjes en rivieren op de planeet.
(Bron ; http://nos.nl/artikel/600912-esa-ziet-water-op-dwergplaneet.html)
"You can call me Susan if it makes you happy"
Beste TLC ik denk dat je dit artikel beter in Het Astronomie topic kunt plaatsen.quote:
ESA ziet water op dwergplaneet
Wetenschappers van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA hebben waterdamp waargenomen op een dwergplaneet in ons zonnestelsel. Volgens één van de onderzoekers bewijst dit de aanwezigheid van water op miniplaneet Ceres.
Met een telescoop werd gezien dat er boven twee regio's op de kleine planeet wolken van waterdamp hangen. Er bestonden al langer vermoedens van de aanwezigheid van water op de dwergplaneet, maar het was nog niet eerder vastgelegd. De vondst van water kan betekenen dat er leven mogelijk is op Ceres, zegt de ESA.
De miniplaneet Ceres is onderdeel van de planetoïdengordel; een regio in het zonnestelsel tussen Mars en Jupiter. Ceres heeft een diameter van zo'n 1000 kilometer en werd, na de ontdekking in 1801, lange tijd beschouwd als 'echte' planeet binnen het zonnestelsel.
Ondergrondse zee
Behalve op de Aarde zijn in ons zonnestelsel maar weinig bewijzen van water gevonden. Op onze eigen maan is water aangetroffen en wetenschappers vermoeden dat één van de manen van Jupiter een ondergrondse zee herbergt. Op een maan van Saturnus stromen grote hoeveelheden water uit het oppervlak.
Op Mars stroomde zo'n 4 miljard jaar geleden veel water, maar met het geleidelijk oplossen van de atmosfeer verdwenen ook de meertjes en rivieren op de planeet.
(Bron ; http://nos.nl/artikel/600912-esa-ziet-water-op-dwergplaneet.html)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
ok, zal ik de volgende keer doen, het was goed bedoeldquote:
[..]
Beste TLC ik denk dat je dit artikel beter in Het Astronomie topic kunt plaatsen.
"You can call me Susan if it makes you happy"
Dat snap ikquote:
Maar het Astronomie topic is specifiek voor zulk nieuws bedoeld
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
29-01-2014
Gigantische doorbraak in stamcelonderzoek: bloedcel in zuur wordt stamcel
De onderzoekers ontdekten dat ze bloedcellen van het embryo van een muis konden transformeren in stamcellen. © ap.
Een gigantische doorbraak in Japans stamcelonderzoek kondigt mogelijk een nieuw tijdperk in de geneeskunde aan. Dat meldt de BBC. De onderzoekers toonden aan dat bloedcellen kunnen worden omgezet in stamcellen, gewoon door ze in zuur te dompelen. "Gepersonaliseerde geneeskunde is eindelijk in zicht", zeggen wetenschappers.
Het menselijke lichaam is opgebouwd uit cellen met elk een specifieke rol - zo zijn er zenuwcellen, levercellen en spiercellen. Stamcellen kunnen getransformeerd worden naar elk ander type cel. Daarom worden ze al gebruikt voor genezing van het oog, het hart en de hersenen.
Omwille van hun potentieel in de geneeskunde zijn stamcellen het voorwerp van belangrijk wetenschappelijk onderzoek. Tot dusver waren embryo's een bron van stamcellen en ook huidcellen kunnen genetisch geprogrammeerd worden voor transformatie.
De jongste ontwikkeling in het onderzoek, die werd gepubliceerd in het vakblad Nature, zou de technologie veel goedkoper, sneller en veiliger kunnen maken.
Waaier aan nieuwe mogelijkheden
De nieuwe studie toont aan dat contact met zuur de transformatie van bloed- in stamcellen in gang kan zetten. "Deze bevinding biedt een hele waaier aan nieuwe mogelijkheden", zegt Dr. Haruko Obokata van het Riken Centre for Development Biology in Japan. "Niet enkel in de heelkunde, maar ook bijvoorbeeld voor de behandeling van kanker."
De doorbraak werd bereikt met onderzoek op bloedcellen van muizen. Het Riken Centre doet nu verder onderzoek om hetzelfde resultaat te bereiken met menselijk bloed.
"Als dit ook werkt bij mensen, is het tijdperk van gepersonaliseerde geneeskunde eindelijk aangebroken", zegt Chris Mason, professor heelkunde aan de University College in Londen, aan de BBC. "We hebben dan een snellere, goedkopere en mogelijk veiligere manier om cellen te transformeren. Het is een verrassende ontdekking en lijkt te goed om waar te zijn, maar zo veel experten hebben dit besproken en gecheckt dat het wel waar moet zijn."
Bij leeftijdsgerelateerde maculaire degeneratie, een ziekte die blindheid veroorzaakt, duurt het tien maanden vanaf het nemen van een huidmonster tot het moment dat de stamcellen kunnen geïnjecteerd worden in het oog. Volgens professor Mason kan die periode - en de kostprijs - aanzienlijk gereduceerd worden.
Zelfde voorzorgsmaatregelen
Toch zijn stamcelgebaseerde therapieën nog niet meteen in zicht, waarschuwt dr. Dusko Ilic, lector stamcelwetenschap aan King's College in Londen. "Voor de cellen die op deze manier gegenereerd worden, moeten we dezelfde voorzorgsmaatregelen nemen als voor cellen die geïsoleerd worden van embryo's of die geherprogrammeerd worden met een standaardmethode."
"Het zal bovendien een lange periode duren voor er genoeg geweten is over de natuur van deze cellen, en of ze al dan niet bruikbaar zullen zijn om therapieën te ontwikkelen", voegt professor Robin Lovell-Badge van de Britse Medical Research Council eraan toe. "Maar wat echt intrigerend is, is het onderliggende mechanisme dat de herprogrammering in gang zet - en waarom het niet gebeurt wanneer we citroen of azijn eten en cola drinken.
(HLN)
Gigantische doorbraak in stamcelonderzoek: bloedcel in zuur wordt stamcel
De onderzoekers ontdekten dat ze bloedcellen van het embryo van een muis konden transformeren in stamcellen. © ap.
Een gigantische doorbraak in Japans stamcelonderzoek kondigt mogelijk een nieuw tijdperk in de geneeskunde aan. Dat meldt de BBC. De onderzoekers toonden aan dat bloedcellen kunnen worden omgezet in stamcellen, gewoon door ze in zuur te dompelen. "Gepersonaliseerde geneeskunde is eindelijk in zicht", zeggen wetenschappers.
Het menselijke lichaam is opgebouwd uit cellen met elk een specifieke rol - zo zijn er zenuwcellen, levercellen en spiercellen. Stamcellen kunnen getransformeerd worden naar elk ander type cel. Daarom worden ze al gebruikt voor genezing van het oog, het hart en de hersenen.
Omwille van hun potentieel in de geneeskunde zijn stamcellen het voorwerp van belangrijk wetenschappelijk onderzoek. Tot dusver waren embryo's een bron van stamcellen en ook huidcellen kunnen genetisch geprogrammeerd worden voor transformatie.
De jongste ontwikkeling in het onderzoek, die werd gepubliceerd in het vakblad Nature, zou de technologie veel goedkoper, sneller en veiliger kunnen maken.
Waaier aan nieuwe mogelijkheden
De nieuwe studie toont aan dat contact met zuur de transformatie van bloed- in stamcellen in gang kan zetten. "Deze bevinding biedt een hele waaier aan nieuwe mogelijkheden", zegt Dr. Haruko Obokata van het Riken Centre for Development Biology in Japan. "Niet enkel in de heelkunde, maar ook bijvoorbeeld voor de behandeling van kanker."
De doorbraak werd bereikt met onderzoek op bloedcellen van muizen. Het Riken Centre doet nu verder onderzoek om hetzelfde resultaat te bereiken met menselijk bloed.
"Als dit ook werkt bij mensen, is het tijdperk van gepersonaliseerde geneeskunde eindelijk aangebroken", zegt Chris Mason, professor heelkunde aan de University College in Londen, aan de BBC. "We hebben dan een snellere, goedkopere en mogelijk veiligere manier om cellen te transformeren. Het is een verrassende ontdekking en lijkt te goed om waar te zijn, maar zo veel experten hebben dit besproken en gecheckt dat het wel waar moet zijn."
Bij leeftijdsgerelateerde maculaire degeneratie, een ziekte die blindheid veroorzaakt, duurt het tien maanden vanaf het nemen van een huidmonster tot het moment dat de stamcellen kunnen geïnjecteerd worden in het oog. Volgens professor Mason kan die periode - en de kostprijs - aanzienlijk gereduceerd worden.
Zelfde voorzorgsmaatregelen
Toch zijn stamcelgebaseerde therapieën nog niet meteen in zicht, waarschuwt dr. Dusko Ilic, lector stamcelwetenschap aan King's College in Londen. "Voor de cellen die op deze manier gegenereerd worden, moeten we dezelfde voorzorgsmaatregelen nemen als voor cellen die geïsoleerd worden van embryo's of die geherprogrammeerd worden met een standaardmethode."
"Het zal bovendien een lange periode duren voor er genoeg geweten is over de natuur van deze cellen, en of ze al dan niet bruikbaar zullen zijn om therapieën te ontwikkelen", voegt professor Robin Lovell-Badge van de Britse Medical Research Council eraan toe. "Maar wat echt intrigerend is, is het onderliggende mechanisme dat de herprogrammering in gang zet - en waarom het niet gebeurt wanneer we citroen of azijn eten en cola drinken.
(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
29-01-2014
Mogelijke oplossing ‘miljoenenprobleem’ in de wiskunde
Kazachstaans artikel claimt oplossing Navier-Stokes
Een Kazachstaanse wiskundige beweert één van de beroemde milleniumproblemen opgelost te hebben. Mukhtarbay Otelbayev, zoals de man heet, heeft in het Russisch een artikel geschreven dat volgens hem het Navier-Stokes-probleem oplost. Als hij inderdaad de oplossing heeft gevonden, zou hem dit in ieder geval een miljoen dollar opleveren.
door Marc Seijlhouwer
Navier-Stokes-vergelijkingen in actie: de formules kan je gebruiken om het gedrag van golven te voorspellen. Er zijn nog veel meer toepassingen; zo ziet water in videospelletjes er tegenwoordig zo echt uit doordat ze de vergelijkingen gebruiken. Door met een computer de formules uit te rekenen, krijg je water dat heel realistisch stroomt, golft en kolkt.
In een interview [1] met wetenschapsblad New Scientist laat de Kazach weten dat zijn collega’s de oplossing gecheckt hebben en denken dat het inderdaad een bewijs is. De rest van de wiskundewereld tast echter nog in het duister; de meesten spreken geen Russisch en wachten nu op een Engelse vertaling van het artikel.
Tot die tijd lijken de meesten sceptisch; de Kazach schijnt meer een beleidsfunctie te hebben aan zijn universiteit dan een onderzoekfunctie. Zelf zegt hij echter al dertig jaar ‘af en toe’ bezig te zijn met het probleem, waarvoor hij nu dus een oplossing vond.
Vloeistofgedrag
Het probleem gaat over de Navier-Stokes-vergelijkingen [2]. Deze formules beschrijven het gedrag van vloeistoffen en worden veelvuldig gebruikt in de natuurkunde en vloeistofleer. Ze werken prima om de werkelijkheid te beschrijven, maar voor wiskundigen wringt er iets; het is namelijk onduidelijk of er altijd een oplossing bestaan én of deze oplossing netjes is. Voor wiskundigen zijn dat twee grote vragen, die voor deze vergelijkingen heel moeilijk te beantwoorden zijn.
Mukhtarbay Otelbayev, die mogelijk de ‘netheid’ van de bekende Navier-Stokes-vergelijkingen bewees. Of zijn oplossing klopt, zal de komende dagen blijken op het moment dat er een Engelse versie is en de internationale wiskundewereld zich over zijn ideeën kan buigen
Het probleem is wel op te lossen in 2 dimensies (waarbij je kan denken een plat vlak gemaakt van water). De redenering die het probleem oplost in dat geval werkt echter niet voor 3 dimensies, waardoor wiskundigen nog steeds aan het puzzelen zijn. Dat deze onbekende wiskundige nu zegt iets te hebben gevonden zou dus op zijn minste opmerkelijk zijn. Mukhtarbay Otelbayev beweert zelfs een globale, sterke oplossing te hebben gevonden. Dat zou betekenen dat het probleem in één keer volledig opgelost is; geen kleine stapjes en veel gezwoeg om uiteindelijk bij de definitieve oplossing te komen, maar in een klap, met een eureka-moment een beroemde hersenkraker uitvogelen.
Taalbarriere
Voorlopig lijkt een taalbarriere echter een misschien wel sensationeel resultaat tegen te houden. Otelbayev laat het stuk nu door zijn studenten in het Engels vertalen en ook online wordt er hard gewerkt aan een vertaling. Hopelijk is de vertaling eenvoudig te maken; de wiskunde zelf spreekt immers voor zich, omdat wiskunde een universele taal is. Pas op dat moment dat er een vertaling is kan het Clay-instituut, dat de milleniumprijzen uitreikt, aan het werk om te kijken of deze oplossing hout snijdt.
En dit is een computersimulatie van een jet; een straal vloeistof. Ook de ingewikkelde kronkelingen van zo’n bewegingen kunnen met Navier-Stokes begrepen worden. Je begrijpt wel waarom natuurkundigen dol zijn op de formule, als het zo’n belangrijk deel van de natuur verklaart. Als ze nu ook nog wiskundig zouden kloppen…
In 2006 kwam er ook al een oplossing voor het probleem bovendrijven, maar deze bleek al snel onjuist. Ook andere milleniumproblemen hebben al eens een vermeende oplossing gekregen, zoals het P=NP-probleem uit de complexiteitstheorie. Het enige écht opgeloste probleem is het Poincare-vermoeden, waarvoor de (Russische) oplosser uiteindelijk de miljoen weigerde. Of het Clay-instituut deze keer wél, voor het eerst, een miljoen uit moet betalen zal hopelijk snel blijken.
(kennislink)
[ Bericht 0% gewijzigd door ExperimentalFrentalMental op 30-01-2014 08:43:23 ]
Mogelijke oplossing ‘miljoenenprobleem’ in de wiskunde
Kazachstaans artikel claimt oplossing Navier-Stokes
Een Kazachstaanse wiskundige beweert één van de beroemde milleniumproblemen opgelost te hebben. Mukhtarbay Otelbayev, zoals de man heet, heeft in het Russisch een artikel geschreven dat volgens hem het Navier-Stokes-probleem oplost. Als hij inderdaad de oplossing heeft gevonden, zou hem dit in ieder geval een miljoen dollar opleveren.
door Marc Seijlhouwer
Navier-Stokes-vergelijkingen in actie: de formules kan je gebruiken om het gedrag van golven te voorspellen. Er zijn nog veel meer toepassingen; zo ziet water in videospelletjes er tegenwoordig zo echt uit doordat ze de vergelijkingen gebruiken. Door met een computer de formules uit te rekenen, krijg je water dat heel realistisch stroomt, golft en kolkt.
In een interview [1] met wetenschapsblad New Scientist laat de Kazach weten dat zijn collega’s de oplossing gecheckt hebben en denken dat het inderdaad een bewijs is. De rest van de wiskundewereld tast echter nog in het duister; de meesten spreken geen Russisch en wachten nu op een Engelse vertaling van het artikel.
Tot die tijd lijken de meesten sceptisch; de Kazach schijnt meer een beleidsfunctie te hebben aan zijn universiteit dan een onderzoekfunctie. Zelf zegt hij echter al dertig jaar ‘af en toe’ bezig te zijn met het probleem, waarvoor hij nu dus een oplossing vond.
Vloeistofgedrag
Het probleem gaat over de Navier-Stokes-vergelijkingen [2]. Deze formules beschrijven het gedrag van vloeistoffen en worden veelvuldig gebruikt in de natuurkunde en vloeistofleer. Ze werken prima om de werkelijkheid te beschrijven, maar voor wiskundigen wringt er iets; het is namelijk onduidelijk of er altijd een oplossing bestaan én of deze oplossing netjes is. Voor wiskundigen zijn dat twee grote vragen, die voor deze vergelijkingen heel moeilijk te beantwoorden zijn.
Mukhtarbay Otelbayev, die mogelijk de ‘netheid’ van de bekende Navier-Stokes-vergelijkingen bewees. Of zijn oplossing klopt, zal de komende dagen blijken op het moment dat er een Engelse versie is en de internationale wiskundewereld zich over zijn ideeën kan buigen
Het probleem is wel op te lossen in 2 dimensies (waarbij je kan denken een plat vlak gemaakt van water). De redenering die het probleem oplost in dat geval werkt echter niet voor 3 dimensies, waardoor wiskundigen nog steeds aan het puzzelen zijn. Dat deze onbekende wiskundige nu zegt iets te hebben gevonden zou dus op zijn minste opmerkelijk zijn. Mukhtarbay Otelbayev beweert zelfs een globale, sterke oplossing te hebben gevonden. Dat zou betekenen dat het probleem in één keer volledig opgelost is; geen kleine stapjes en veel gezwoeg om uiteindelijk bij de definitieve oplossing te komen, maar in een klap, met een eureka-moment een beroemde hersenkraker uitvogelen.
Taalbarriere
Voorlopig lijkt een taalbarriere echter een misschien wel sensationeel resultaat tegen te houden. Otelbayev laat het stuk nu door zijn studenten in het Engels vertalen en ook online wordt er hard gewerkt aan een vertaling. Hopelijk is de vertaling eenvoudig te maken; de wiskunde zelf spreekt immers voor zich, omdat wiskunde een universele taal is. Pas op dat moment dat er een vertaling is kan het Clay-instituut, dat de milleniumprijzen uitreikt, aan het werk om te kijken of deze oplossing hout snijdt.
En dit is een computersimulatie van een jet; een straal vloeistof. Ook de ingewikkelde kronkelingen van zo’n bewegingen kunnen met Navier-Stokes begrepen worden. Je begrijpt wel waarom natuurkundigen dol zijn op de formule, als het zo’n belangrijk deel van de natuur verklaart. Als ze nu ook nog wiskundig zouden kloppen…
In 2006 kwam er ook al een oplossing voor het probleem bovendrijven, maar deze bleek al snel onjuist. Ook andere milleniumproblemen hebben al eens een vermeende oplossing gekregen, zoals het P=NP-probleem uit de complexiteitstheorie. Het enige écht opgeloste probleem is het Poincare-vermoeden, waarvoor de (Russische) oplosser uiteindelijk de miljoen weigerde. Of het Clay-instituut deze keer wél, voor het eerst, een miljoen uit moet betalen zal hopelijk snel blijken.
(kennislink)
[ Bericht 0% gewijzigd door ExperimentalFrentalMental op 30-01-2014 08:43:23 ]
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
quote:'Mother Lode' of Amazingly Preserved Fossils Discovered in Canada
A treasure trove of fossils chiseled out of a canyon in Canada's Kootenay National Park rivals the famous Burgess Shale, the best record of early life on Earth, scientists say.
"Once we started to break fresh rock, we realized we had discovered something incredibly special," said Robert Gaines, a geologist at Pomona College in Pomona, Calif., and co-author of a new study announcing the find. "It was an extraordinary moment."
Vóór het internet dacht men dat de oorzaak van domheid een gebrek aan toegang tot informatie was. Inmiddels weten we beter.
quote:Graphene's love affair with water: Water filters allow precise and fast sieving of salts and organic molecules
Graphene is hydrophobic -- it repels water -- but narrow capillaries made from graphene vigorously suck in water allowing its rapid permeation, if the water layer is only one atom thick -- that is, as thin as graphene itself.
This bizarre property has attracted intense academic and industrial interest with intent to develop new water filtration and desalination technologies.
One-atom-wide graphene capillaries can now be made easily and cheaply by piling layers of graphene oxide -- a derivative of graphene -- on top of each other. The resulting multilayer stacks (laminates) have a structure similar to nacre (mother of pearl), which makes them also mechanically strong.
Two years ago, University of Manchester researchers discovered that thin membranes made from such laminates were impermeable to all gases and vapours, except for water. This means that even helium, the hardest gas to block off, cannot pass through the membranes whereas water vapour went through with no resistance.
Now the same team led by Dr Rahul Nair and Prof Andre Geim has tested how good the graphene membranes are as filters for liquid water. The results appear in the latest issue (Feb 14, 2014) of Science.
Vóór het internet dacht men dat de oorzaak van domheid een gebrek aan toegang tot informatie was. Inmiddels weten we beter.
quote:Ancient Fish was First to Have Two Nostrils, Leading the Way for Vertebrates with Faces
The evolution of an ancient fish offers insight into how vertebrates, including humans, came to have a face.
A team of European researchers have presented new fossil evidence on the origins of the face by using micron resolution X-ray imaging to show how a series of fossils documents the step-by-step evolution of the face during the evolutionary transition from jawless to jawed vertebrates.
The fish at the center of the research is a 410 million-year-old armored fish called Romundina. For scientists trying to better understand how vertebrates came to evolve a face, Romundina plays an important role because of its evolutionary position as a transitional species.
Today, most vertebrates are jawed; the only jawless vertebrates are hagfishes and lampreys. More than 50,000 species, including humans, are considered jawed vertebrates. But jawed vertebrates evolved from their jawless counterparts, which the researchers likened to a process that effectively turned the face inside out.
Vóór het internet dacht men dat de oorzaak van domheid een gebrek aan toegang tot informatie was. Inmiddels weten we beter.
19-02-2014
Aap brengt verdoofde soortgenoot in beweging door alleen maar te denken
Wetenschappers hebben het lijf van een verdoofde aap verbonden met het brein van een aap bij bewustzijn, waarop de laatstgenoemde aap door te denken het lichaam van de verdoofde aap in beweging kon brengen. Doet het u ergens aan denken? Dat kan kloppen: de onderzoekers lieten zich inspireren door de film Avatar.
Wanneer mensen die verlamd zijn, denken aan een bepaalde beweging worden de neuronen in het brein die die beweging in gang moeten zetten nog steeds actief. Alleen komen hun signalen niet meer aan bij de spieren. Om mensen die met verlamming kampen te helpen, ontwikkelden onderzoekers eerst een hersenen-machine-interface. Deze interface registreert de activiteit van de neuronen en zet deze om in een signaal voor bijvoorbeeld een robotarm. Zo kunnen mensen door te denken hun robotarm bewegen.
Eigen ledematen
Maar in een nieuw onderzoek tillen wetenschappers deze interface naar een heel ander niveau. In plaats van de signalen naar een apparaat – de robotarm bijvoorbeeld – te sturen, willen ze de signalen gebruiken om verlamde mensen hun eigen ledematen te laten bewegen. Bij verlamming is er geen communicatie mogelijk tussen het brein en de spieren. De onderzoekers denken die communicatie weer op gang te kunnen brengen met behulp van een apparaatje dat de signalen van het brein alsnog doorgeeft aan de spieren.
WAAROM TWEE APEN?
De onderzoekers gebruikten in plaats van één aap met een (tijdelijk) verlamd lichaamsdeel, twee apen. Waarom? Volgens de onderzoekers komt die situatie het best overeen met een verlamd mens, omdat er werkelijk geen enkele fysieke connectie is tussen het brein van het ene dier en het ledemaat van het verdoofde dier, net zo als er ook geen enkele connectie is tussen het brein van een verlamd persoon en zijn verlamde lichaamsdeel.
Experiment
Een eerste experiment toont aan dat dat zeker tot de mogelijkheden behoort. De onderzoekers ontwikkelden een prothese die twee resusapen met elkaar verbond en de ene resusaap in staat stelde om met zijn neurale activiteit het lichaam van een tweede, verdoofde resusaap in beweging te brengen.
Lastig
Hoewel het de onderzoekers lukte om de verdoofde aap in beweging te brengen met de gedachten van de andere aap, was het een enorme uitdaging. “Het probleem is niet alleen het omzetten van geregistreerde neurale activiteit in de voorgenomen beweging, maar ook het gedegen stimuleren van de ruggengraat om het verlamde ledemaat volgens het ontcijferde signaal te bewegen,” legt onderzoeker Maryam Shanechi uit.
De onderzoekers hopen de algoritmes die gebruikt worden om signalen van het brein te verwerken en om te zetten in een bepaalde beweging nog verder te verfijnen. Hopelijk resulteert het uiteindelijk in een interface die verlamde patiënten in staat stelt om hun eigen ledematen weer te bewegen en daarbij ook heel complexe bewegingen te maken.
(scientias.nl)
Aap brengt verdoofde soortgenoot in beweging door alleen maar te denken
Wetenschappers hebben het lijf van een verdoofde aap verbonden met het brein van een aap bij bewustzijn, waarop de laatstgenoemde aap door te denken het lichaam van de verdoofde aap in beweging kon brengen. Doet het u ergens aan denken? Dat kan kloppen: de onderzoekers lieten zich inspireren door de film Avatar.
Wanneer mensen die verlamd zijn, denken aan een bepaalde beweging worden de neuronen in het brein die die beweging in gang moeten zetten nog steeds actief. Alleen komen hun signalen niet meer aan bij de spieren. Om mensen die met verlamming kampen te helpen, ontwikkelden onderzoekers eerst een hersenen-machine-interface. Deze interface registreert de activiteit van de neuronen en zet deze om in een signaal voor bijvoorbeeld een robotarm. Zo kunnen mensen door te denken hun robotarm bewegen.
Eigen ledematen
Maar in een nieuw onderzoek tillen wetenschappers deze interface naar een heel ander niveau. In plaats van de signalen naar een apparaat – de robotarm bijvoorbeeld – te sturen, willen ze de signalen gebruiken om verlamde mensen hun eigen ledematen te laten bewegen. Bij verlamming is er geen communicatie mogelijk tussen het brein en de spieren. De onderzoekers denken die communicatie weer op gang te kunnen brengen met behulp van een apparaatje dat de signalen van het brein alsnog doorgeeft aan de spieren.
WAAROM TWEE APEN?
De onderzoekers gebruikten in plaats van één aap met een (tijdelijk) verlamd lichaamsdeel, twee apen. Waarom? Volgens de onderzoekers komt die situatie het best overeen met een verlamd mens, omdat er werkelijk geen enkele fysieke connectie is tussen het brein van het ene dier en het ledemaat van het verdoofde dier, net zo als er ook geen enkele connectie is tussen het brein van een verlamd persoon en zijn verlamde lichaamsdeel.
Experiment
Een eerste experiment toont aan dat dat zeker tot de mogelijkheden behoort. De onderzoekers ontwikkelden een prothese die twee resusapen met elkaar verbond en de ene resusaap in staat stelde om met zijn neurale activiteit het lichaam van een tweede, verdoofde resusaap in beweging te brengen.
Lastig
Hoewel het de onderzoekers lukte om de verdoofde aap in beweging te brengen met de gedachten van de andere aap, was het een enorme uitdaging. “Het probleem is niet alleen het omzetten van geregistreerde neurale activiteit in de voorgenomen beweging, maar ook het gedegen stimuleren van de ruggengraat om het verlamde ledemaat volgens het ontcijferde signaal te bewegen,” legt onderzoeker Maryam Shanechi uit.
De onderzoekers hopen de algoritmes die gebruikt worden om signalen van het brein te verwerken en om te zetten in een bepaalde beweging nog verder te verfijnen. Hopelijk resulteert het uiteindelijk in een interface die verlamde patiënten in staat stelt om hun eigen ledematen weer te bewegen en daarbij ook heel complexe bewegingen te maken.
(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
quote:Dogs' brain scans reveal vocal responses
Devoted dog owners often claim that their pets understand them. A new study suggests they could be right.
By placing dogs in an MRI scanner, researchers from Hungary found that the canine brain reacts to voices in the same way that the human brain does.
Emotionally charged sounds, such as crying or laughter, also prompted similar responses, perhaps explaining why dogs are attuned to human emotions
Vóór het internet dacht men dat de oorzaak van domheid een gebrek aan toegang tot informatie was. Inmiddels weten we beter.
quote:De hond luistert net als een mens, maar verstaan ze ons ook?
Honden en mensen luisteren naar zichzelf en elkaar via vergelijkbare hersencentra, blijkt uit Hongaarse scans. Maar verstaan ze ons dan ook?
Honden blaffen en mensen praten. Toch ontdekten Hongaarse onderzoekers verrassende overeenkomsten in hun sensorische spraakcentra. Mensen en honden luisteren met vergelijkbare hersencentra naar hun eigen en elkaars 'taal'.
Vóór het internet dacht men dat de oorzaak van domheid een gebrek aan toegang tot informatie was. Inmiddels weten we beter.
11-03-2014
Krijgen Amerikaanse soldaten straks het zicht van een superheld?
Het Amerikaanse leger onderzoekt de mogelijkheid om zijn soldaten uit te rusten met een Google Glass-achtige hoofdset. Volgens de techsite Mashable is de Q-Warrior een vernuftig staaltje technologie, dat afstanden meet, 3D-plattegronden van gebouwen toont en videobeelden van een drone projecteert, allemaal op een glazen scherm voor de ogen van de soldaat.
Een slagveld bevat massa's nuttige gegevens: de positie van de vijand, de locatie van collega's, plattegronden van een stad of huis, een video van wat zich aan de overkant van een heuvel bevindt. De Q-Warrior, een high-tech hoofdset gebouwd door het Britse BAE Systems, streamt al deze informatie live naar een 3D-scherm voor de ogen van de soldaat, waardoor die kan zien wat er buiten zijn gezichtsveld gebeurt.
Het systeem is al een tijdje beschikbaar, maar er zijn nog enkele hindernissen te overwinnen alvorens het Amerikaanse leger ermee aan de slag gaat. Zo wordt onderzocht hoe gigantische hoeveelheden gegevens overgebracht kunnen worden naar honderdduizenden soldaten en welke invloed elektromagnetische storingen hebben op de transmissie.
Beveiliging
Ook de beveiliging van het netwerk is nog een pijnpunt: er is nog geen zekerheid dat de helmen niet gehackt kunnen worden en dat niemand met gegevens van de drones aan de haal kan gaan. Tot slot wordt bekeken welke informatie gefilterd zal worden uit de veelheid aan beschikbare gegevens, zodat de soldaat geholpen wordt bij het uitvoeren van zijn job zonder van zijn taak afgeleid te worden.
Het systeem zal wellicht eerst getest worden door een klein groepje soldaten - zoals de Navy Seals, die Osama bin Laden uitschakelden. Als het effectief blijkt, zullen honderdduizenden Amerikaanse soldaten volgen.
(HLN)
Krijgen Amerikaanse soldaten straks het zicht van een superheld?
Het Amerikaanse leger onderzoekt de mogelijkheid om zijn soldaten uit te rusten met een Google Glass-achtige hoofdset. Volgens de techsite Mashable is de Q-Warrior een vernuftig staaltje technologie, dat afstanden meet, 3D-plattegronden van gebouwen toont en videobeelden van een drone projecteert, allemaal op een glazen scherm voor de ogen van de soldaat.
Een slagveld bevat massa's nuttige gegevens: de positie van de vijand, de locatie van collega's, plattegronden van een stad of huis, een video van wat zich aan de overkant van een heuvel bevindt. De Q-Warrior, een high-tech hoofdset gebouwd door het Britse BAE Systems, streamt al deze informatie live naar een 3D-scherm voor de ogen van de soldaat, waardoor die kan zien wat er buiten zijn gezichtsveld gebeurt.
Het systeem is al een tijdje beschikbaar, maar er zijn nog enkele hindernissen te overwinnen alvorens het Amerikaanse leger ermee aan de slag gaat. Zo wordt onderzocht hoe gigantische hoeveelheden gegevens overgebracht kunnen worden naar honderdduizenden soldaten en welke invloed elektromagnetische storingen hebben op de transmissie.
Beveiliging
Ook de beveiliging van het netwerk is nog een pijnpunt: er is nog geen zekerheid dat de helmen niet gehackt kunnen worden en dat niemand met gegevens van de drones aan de haal kan gaan. Tot slot wordt bekeken welke informatie gefilterd zal worden uit de veelheid aan beschikbare gegevens, zodat de soldaat geholpen wordt bij het uitvoeren van zijn job zonder van zijn taak afgeleid te worden.
Het systeem zal wellicht eerst getest worden door een klein groepje soldaten - zoals de Navy Seals, die Osama bin Laden uitschakelden. Als het effectief blijkt, zullen honderdduizenden Amerikaanse soldaten volgen.
(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
17-03-2014
Baanbrekende ontdekking over ontstaan heelal
De telescoop op de Zuidpool levert bewijs voor Einsteins oude theorie. © ap.
Amerikaanse astronomen hebben een baanbrekende ontdekking gedaan die de theorie ondersteunt dat het heelal na de oerknal razendsnel is uitgebreid. Met een telescoop op de Zuidpool hebben ze naar eigen zeggen zwaartekrachtgolven waargenomen, bijna een eeuw nadat Albert Einstein het bestaan daarvan had voorspeld.
Het opvangen van het oeroude signaal geldt als wetenschappelijke 'heilige graal': er wordt al tientallen jaren naar gezocht, omdat het een direct bewijs vormt voor de aanname dat het heelal in een minuscule fractie van een seconde een duizelingwekkende uitbreiding heeft doorgemaakt.
"Het opvangen van dit signaal is een van de belangrijkste doelen van de hedendaagse kosmologie'', aldus onderzoeksleider John Kovac van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
"Vrijwel zeker goed voor Nobelprijs"
Andere wetenschappers spraken direct van een spectaculaire ontdekking. "De argumenten zijn overtuigend en de betrokken wetenschappers behoren tot de meest voorzichtige en conservatieve mensen die ik ken'', zei bijvoorbeeld professor Marc Kamionkowski van de Johns Hopkins Universiteit in Baltimore tegen de BBC.
Als herhaling van het onderzoek dezelfde resultaten oplevert, is dat vrijwel zeker goed voor een Nobelprijs, stelde de Britse omroep vast na diverse opgewonden deskundigen te hebben geraadpleegd.
De zoektocht naar het signaal komt voort uit een heel specifieke verwachting, namelijk dat het uitdijen van het heelal onuitwisbare sporen moet hebben achtergelaten in het oudste licht dat in het heelal te vinden is. Met computermodellen was al vastgesteld welk patroon die sporen zouden moeten hebben. Uit de waarnemingen met de telescoop op de Zuidpool rolde precies dát patroon.
(HLN)
Baanbrekende ontdekking over ontstaan heelal
De telescoop op de Zuidpool levert bewijs voor Einsteins oude theorie. © ap.
Amerikaanse astronomen hebben een baanbrekende ontdekking gedaan die de theorie ondersteunt dat het heelal na de oerknal razendsnel is uitgebreid. Met een telescoop op de Zuidpool hebben ze naar eigen zeggen zwaartekrachtgolven waargenomen, bijna een eeuw nadat Albert Einstein het bestaan daarvan had voorspeld.
Het opvangen van het oeroude signaal geldt als wetenschappelijke 'heilige graal': er wordt al tientallen jaren naar gezocht, omdat het een direct bewijs vormt voor de aanname dat het heelal in een minuscule fractie van een seconde een duizelingwekkende uitbreiding heeft doorgemaakt.
"Het opvangen van dit signaal is een van de belangrijkste doelen van de hedendaagse kosmologie'', aldus onderzoeksleider John Kovac van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
"Vrijwel zeker goed voor Nobelprijs"
Andere wetenschappers spraken direct van een spectaculaire ontdekking. "De argumenten zijn overtuigend en de betrokken wetenschappers behoren tot de meest voorzichtige en conservatieve mensen die ik ken'', zei bijvoorbeeld professor Marc Kamionkowski van de Johns Hopkins Universiteit in Baltimore tegen de BBC.
Als herhaling van het onderzoek dezelfde resultaten oplevert, is dat vrijwel zeker goed voor een Nobelprijs, stelde de Britse omroep vast na diverse opgewonden deskundigen te hebben geraadpleegd.
De zoektocht naar het signaal komt voort uit een heel specifieke verwachting, namelijk dat het uitdijen van het heelal onuitwisbare sporen moet hebben achtergelaten in het oudste licht dat in het heelal te vinden is. Met computermodellen was al vastgesteld welk patroon die sporen zouden moeten hebben. Uit de waarnemingen met de telescoop op de Zuidpool rolde precies dát patroon.
(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
Een panoramische foto van de melkweg, 20 Gigapixels groot
http://www.spitzer.caltech.edu/glimpse360
http://www.deredactie.be/cm/vrtnieuws/wetenschap/1.1917092
http://www.spitzer.caltech.edu/glimpse360
http://www.deredactie.be/cm/vrtnieuws/wetenschap/1.1917092
In Baden-Badener Badeseen kann man Baden-Badener baden sehen.
quote:
Een panoramische foto van de melkweg, 20 Gigapixels groot
http://www.spitzer.caltech.edu/glimpse360
http://www.deredactie.be/cm/vrtnieuws/wetenschap/1.1917092
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
24-03-2014
Nieuw zonnepaneel kan ook dienst doen als touchscreen
Wetenschappers hebben een zonnecel ontwikkeld die twee functies heeft. Overdag vangt deze licht op. En als het donker wordt, geeft deze licht af. Het nieuwe materiaal kan wel eens leiden tot de ontwikkeling van touchscreens die eveneens dienst doen als zonnepanelen.
Onderzoekers van de Nanyang Technische Universiteit ontdekten het materiaal eigenlijk per ongeluk. Ze maakten zonnecellen van het materiaal perovskiet. Vervolgens vroeg één van de onderzoekers aan een collega om er eens met een laser op te schijnen. De zonnecel begon daarop te gloeien.
Tegenwoordig worden de meeste zonnepanelen gemaakt van silicium. Maar in de toekomst lijkt perovskiet een veelbelovend basismateriaal voor deze zonnepanelen te zijn. Het materiaal is een stuk goedkoper.
En dat is verrassend. De meeste zonnecellen zijn namelijk uitstekend in staat om licht te absorberen, maar kunnen heel moeilijk licht genereren. “Wat wij ontdekt hebben, is dat dit kwalitatieve materiaal lichtdeeltjes kan vangen en om kan zetten in energie en vice versa,” legt onderzoeker Sum Tze Chien uit. “Door de samenstelling van het materiaal aan te passen, kunnen we ervoor zorgen dat het een breed scala aan kleuren uitstraalt, waarmee het ook heel geschikt is voor een apparaat dat licht afgeeft, bijvoorbeeld een display.”
In de toekomst kan het materiaal bijvoorbeeld gebruikt worden in winkelcentra. Overdag wekken de zonnepanelen energie op. En zodra het donker wordt, veranderen ze in schermen die licht geven en waarop bijvoorbeeld advertenties kunnen worden weergegeven. Maar de onderzoekers denken ook aan iets kleinere toepassingen. Zo zou het materiaal gebruikt kunnen worden om touchscreens voor telefoons van te maken. Wanneer uw telefoon leeg dreigt te raken, hoeft u deze alleen maar even in de zon te leggen om op te laden.
(scientias.nl)
Nieuw zonnepaneel kan ook dienst doen als touchscreen
Wetenschappers hebben een zonnecel ontwikkeld die twee functies heeft. Overdag vangt deze licht op. En als het donker wordt, geeft deze licht af. Het nieuwe materiaal kan wel eens leiden tot de ontwikkeling van touchscreens die eveneens dienst doen als zonnepanelen.
Onderzoekers van de Nanyang Technische Universiteit ontdekten het materiaal eigenlijk per ongeluk. Ze maakten zonnecellen van het materiaal perovskiet. Vervolgens vroeg één van de onderzoekers aan een collega om er eens met een laser op te schijnen. De zonnecel begon daarop te gloeien.
Tegenwoordig worden de meeste zonnepanelen gemaakt van silicium. Maar in de toekomst lijkt perovskiet een veelbelovend basismateriaal voor deze zonnepanelen te zijn. Het materiaal is een stuk goedkoper.
En dat is verrassend. De meeste zonnecellen zijn namelijk uitstekend in staat om licht te absorberen, maar kunnen heel moeilijk licht genereren. “Wat wij ontdekt hebben, is dat dit kwalitatieve materiaal lichtdeeltjes kan vangen en om kan zetten in energie en vice versa,” legt onderzoeker Sum Tze Chien uit. “Door de samenstelling van het materiaal aan te passen, kunnen we ervoor zorgen dat het een breed scala aan kleuren uitstraalt, waarmee het ook heel geschikt is voor een apparaat dat licht afgeeft, bijvoorbeeld een display.”
In de toekomst kan het materiaal bijvoorbeeld gebruikt worden in winkelcentra. Overdag wekken de zonnepanelen energie op. En zodra het donker wordt, veranderen ze in schermen die licht geven en waarop bijvoorbeeld advertenties kunnen worden weergegeven. Maar de onderzoekers denken ook aan iets kleinere toepassingen. Zo zou het materiaal gebruikt kunnen worden om touchscreens voor telefoons van te maken. Wanneer uw telefoon leeg dreigt te raken, hoeft u deze alleen maar even in de zon te leggen om op te laden.
(scientias.nl)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
25-03-2014
Wereldprimeur: Nederlandse krijgt volledig nieuwe schedel
De schedel uit kunststof die in het UMC Utrecht werd geïmplanteerd. © anp.
Een 22-jarige Nederlandse vrouw die lijdt aan een aandoening waarbij het schedelbot steeds dikker wordt, heeft een volledig nieuwe schedel gekregen. De kunststof hersenpan werd geïmplanteerd tijdens een 23 uur durende operatie in het ziekenhuis UMC Utrecht. Het is een wereldprimeur, liet het ziekenhuis vandaag weten.
Hersenchirurg Bon Verweij. © anp.
Volgens hersenchirurg Bon Verweij was het schedelbot van de vrouw bijna 5 centimeter dik, waar het 1 tot 1,5 centimeter behoort te zijn. "Daardoor kwamen de hersenen onder grote druk te staan en raakte ze haar gezichtsvermogen kwijt." Andere cruciale hersenfuncties liepen gevaar en daarmee ook het leven van de patiënt.
3D-printer
Verweij heeft samen met kaakchirurg Marvick Muradin en een medisch team bij de jonge vrouw een met behulp van 3D-printtechnologie ontworpen schedel geïmplanteerd. "Dat heeft niet alleen in cosmetisch opzicht grote voordelen, maar de hersenfunctie verloopt ook beter dan bij de oude methode."
Al eerder zijn in het UMC Utrecht en in ziekenhuizen elders in de wereld delen van een schedel vervangen. Bij zwelling van de hersenen, bijvoorbeeld na een ongeval, wordt dan vaak een deel van de schedel weggenomen om de druk tegen te gaan. Later wordt dat deel of een implantaat teruggeplaatst. Maar nooit eerder is een complete schedel vervangen. "Van voorhoofd tot achterhoofd, van het linker- tot het rechteroor", verduidelijkt de chirurg.
3 maanden geleden
De operatie is 3 maanden geleden al uitgevoerd, maar het UMC Utrecht kwam er dinsdag pas mee naar buiten. "Alles is goed gegaan, weten we nu", zei Verweij. "De vrouw heeft haar gezichtsvermogen weer terug, is klachtenvrij en is weer aan het werk. Van de operatie is eigenlijk niets meer te zien." Haar identiteit maakt het ziekenhuis om redenen van privacy niet bekend.
(HLN)
Wereldprimeur: Nederlandse krijgt volledig nieuwe schedel
De schedel uit kunststof die in het UMC Utrecht werd geïmplanteerd. © anp.
Een 22-jarige Nederlandse vrouw die lijdt aan een aandoening waarbij het schedelbot steeds dikker wordt, heeft een volledig nieuwe schedel gekregen. De kunststof hersenpan werd geïmplanteerd tijdens een 23 uur durende operatie in het ziekenhuis UMC Utrecht. Het is een wereldprimeur, liet het ziekenhuis vandaag weten.
Hersenchirurg Bon Verweij. © anp.
Volgens hersenchirurg Bon Verweij was het schedelbot van de vrouw bijna 5 centimeter dik, waar het 1 tot 1,5 centimeter behoort te zijn. "Daardoor kwamen de hersenen onder grote druk te staan en raakte ze haar gezichtsvermogen kwijt." Andere cruciale hersenfuncties liepen gevaar en daarmee ook het leven van de patiënt.
3D-printer
Verweij heeft samen met kaakchirurg Marvick Muradin en een medisch team bij de jonge vrouw een met behulp van 3D-printtechnologie ontworpen schedel geïmplanteerd. "Dat heeft niet alleen in cosmetisch opzicht grote voordelen, maar de hersenfunctie verloopt ook beter dan bij de oude methode."
Al eerder zijn in het UMC Utrecht en in ziekenhuizen elders in de wereld delen van een schedel vervangen. Bij zwelling van de hersenen, bijvoorbeeld na een ongeval, wordt dan vaak een deel van de schedel weggenomen om de druk tegen te gaan. Later wordt dat deel of een implantaat teruggeplaatst. Maar nooit eerder is een complete schedel vervangen. "Van voorhoofd tot achterhoofd, van het linker- tot het rechteroor", verduidelijkt de chirurg.
3 maanden geleden
De operatie is 3 maanden geleden al uitgevoerd, maar het UMC Utrecht kwam er dinsdag pas mee naar buiten. "Alles is goed gegaan, weten we nu", zei Verweij. "De vrouw heeft haar gezichtsvermogen weer terug, is klachtenvrij en is weer aan het werk. Van de operatie is eigenlijk niets meer te zien." Haar identiteit maakt het ziekenhuis om redenen van privacy niet bekend.
(HLN)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
25-03-2014
Wetenschappers versturen kwantuminformatie naar meer dan één ontvanger
Wetenschappers zijn er naar eigen zeggen voor het eerst in geslaagd om kwantuminformatie tegelijkertijd naar verschillende ontvangers te sturen. Dit moet onder andere helpen bij het opzetten van veiligere technieken voor kwantumencryptie.
Het experiment werd uitgevoerd met verstrengelde fotonen. Verstrengeling is een fenomeen van kwantummechanische deeltjes die met elkaar 'gekoppeld' zijn en zo elkaars eigenschappen aannemen. Dat betekent onder andere dat wanneer de eigenschappen van het ene deeltje veranderen, bijvoorbeeld door het meten ervan, de eigenschappen van het tweede deeltje ook veranderen. Het versturen van informatie op basis van dit principe wordt ook wel kwantumteleportatie genoemd en is al gedemonstreerd met fotonenparen.
Wetenschappers van de universiteit in het Canadese Waterloo zeggen dat zij er voor het eerst in zijn geslaagd om kwantumtoestanden te teleporteren naar meer dan één locatie. Zij gebruikten daarvoor niet twee, maar drie fotonen om hun experimenten uit te voeren. Na verstrengeling werden de deeltjes los van elkaar over honderden meters naar aparte locaties verstuurd.
Uit de berekeningen bleek dat het mogelijk is om de kwantumtoestanden van de drie verstrengelde fotonen te verzenden zonder lokaliteit. Dat wil zeggen dat de data-overdracht direct is en niet wordt 'beperkt' door de snelheid van het licht; er zijn dus geen verborgen variabelen die de interactie tussen de gekoppelde fotonen kunnen verklaren om zo voor data-overdracht te zorgen. Dit principe van non-lokaliteit is iets wat in de klassieke natuurkunde onmogelijk is, maar is nodig voor het verklaren van kwantummechanische waarnemingen. Overigens betekent een non-lokale overdracht van kwantummechanische toestanden niet dat communicatie sneller dan het licht mogelijk is.
Het teleporteren van kwantumtoestanden over meer dan één locatie kan toegepast worden voor het efficiënter maken van kwantumcommunicatie en encryptie voor kwantumcomputers. Volgens de wetenschappers kan hun technologie ingezet worden voor quantum key distribution, een kwantummechanische vorm van encryptie. Ook maakt het gebruik van verschillende ontvangers communicatie in netwerkvorm mogelijk. Voordat dit toepasbaar is, moet er nog wel een systeem opgezet worden dat als kwantumcommunicatienetwerk kan fungeren.
(tweakers.net)
Wetenschappers versturen kwantuminformatie naar meer dan één ontvanger
Wetenschappers zijn er naar eigen zeggen voor het eerst in geslaagd om kwantuminformatie tegelijkertijd naar verschillende ontvangers te sturen. Dit moet onder andere helpen bij het opzetten van veiligere technieken voor kwantumencryptie.
Het experiment werd uitgevoerd met verstrengelde fotonen. Verstrengeling is een fenomeen van kwantummechanische deeltjes die met elkaar 'gekoppeld' zijn en zo elkaars eigenschappen aannemen. Dat betekent onder andere dat wanneer de eigenschappen van het ene deeltje veranderen, bijvoorbeeld door het meten ervan, de eigenschappen van het tweede deeltje ook veranderen. Het versturen van informatie op basis van dit principe wordt ook wel kwantumteleportatie genoemd en is al gedemonstreerd met fotonenparen.
Wetenschappers van de universiteit in het Canadese Waterloo zeggen dat zij er voor het eerst in zijn geslaagd om kwantumtoestanden te teleporteren naar meer dan één locatie. Zij gebruikten daarvoor niet twee, maar drie fotonen om hun experimenten uit te voeren. Na verstrengeling werden de deeltjes los van elkaar over honderden meters naar aparte locaties verstuurd.
Uit de berekeningen bleek dat het mogelijk is om de kwantumtoestanden van de drie verstrengelde fotonen te verzenden zonder lokaliteit. Dat wil zeggen dat de data-overdracht direct is en niet wordt 'beperkt' door de snelheid van het licht; er zijn dus geen verborgen variabelen die de interactie tussen de gekoppelde fotonen kunnen verklaren om zo voor data-overdracht te zorgen. Dit principe van non-lokaliteit is iets wat in de klassieke natuurkunde onmogelijk is, maar is nodig voor het verklaren van kwantummechanische waarnemingen. Overigens betekent een non-lokale overdracht van kwantummechanische toestanden niet dat communicatie sneller dan het licht mogelijk is.
Het teleporteren van kwantumtoestanden over meer dan één locatie kan toegepast worden voor het efficiënter maken van kwantumcommunicatie en encryptie voor kwantumcomputers. Volgens de wetenschappers kan hun technologie ingezet worden voor quantum key distribution, een kwantummechanische vorm van encryptie. Ook maakt het gebruik van verschillende ontvangers communicatie in netwerkvorm mogelijk. Voordat dit toepasbaar is, moet er nog wel een systeem opgezet worden dat als kwantumcommunicatienetwerk kan fungeren.
(tweakers.net)
Death Makes Angels of us all
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
And gives us wings where we had shoulders
Smooth as raven' s claws...
